Autor invitAdo: Herbert KrAibüHler AutomAtizAción: unA tendenciA

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Boletín
tecnológico
de
Autor invitado: Herbert Kraibühler
Automatización: una tendencia que en el futuro ­
impulsará la industria del moldeado por inyección
HARTING
Conectividad de dispositivos: visión general . La revolución del transporte en el metro asiático
tec.News 16: Editorial
Philip F.W. Harting
Pushing Performance
El grupo tecnológico harting continúa innovando. Nuestro objetivo es obtener
un rendimiento aún mayor, hacer que los procesos y flujos de trabajo sean incluso más eficientes y ofrecer valor añadido en beneficio de nuestros clientes
industriales.
Las nuevas plantas de Rumanía y China, el centro logístico asiático en China, la filial australiana y la expansión de nuestras actividades en Vietnam y Oriente Medio
son aspectos importantes del plan estratégico. Pero todavía hay más: harting está
uniendo fuerzas con un creciente número de distribuidores locales para introducirse en mercados de todo el mundo, especialmente en los países industriales en
desarrollo. harting está creando una base más amplia, eficaz, moderna y centrada
en los clientes en todo el mundo. El objetivo es desarrollar nuestros mercados
básicos y acceder a nuevos mercados en un mundo que se está convirtiendo cada
vez más en una sola red internacional.
Acercamiento a los clientes
A medida que las ventas globales, la producción y la red de desarrollo de harting
continúan su expansión, nos vamos acercando cada vez más a nuestros clientes.
Conocemos mejor sus necesidades y lo que tenemos que hacer para ofrecerles
más ventajas. Los clientes de harting operan en distintos mercados de producción
industrial. Se pueden encontrar productos de harting dondequiera que se necesite
generación y distribución de energía, gestión de maquinaria y producción y control estratégico de redes industriales. Los productos de harting son innovadores
y extraordinariamente fiables. La participación de los expertos de harting en las
primeras fases del proceso de desarrollo tiene importantes ventajas que se reflejan
en el excelente rendimiento de los productos, la armonización de las soluciones
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harting tec.News 16 (2008)
y la minimización del coste/esfuerzo durante el diseño, la
puesta en marcha, el servicio y el mantenimiento.
harting es capaz de hacer una contribución importante porque cuenta con los conocimientos técnicos necesarios de
producción industrial y soluciones totales abiertas y resistentes al paso del tiempo para nuevas aplicaciones. harting
se basa en tecnología, software y soluciones de vanguardia
que tienen un historial probado en el mundo ofimático y los
adapta al entorno industrial.
El punto más fuerte de harting es su voluntad de aceptar
nuevas ideas y su conocimiento técnico para hacerlas realidad. También estamos abiertos a las colaboraciones sólidas.
En cooperación con nuestros clientes y socios industriales,
desarrollamos soluciones que las distintas partes implicadas no podrían haber desarrollado por su cuenta.
Algunos ejemplos del año pasado son los siguientes: soluciones de comunicaciones y control para sistemas de propulsión distribuidos en grandes aeropuertos (en colaboración
con Siemens), soluciones de backplane fiables y de alto rendimiento para equipos de ultrasonidos de GE Healthcare,
sensores ferroviarios de alta precisión, soluciones de Ethernet para sistemas de transporte metropolitano en Corea del
Sur y Austria, además de sistemas de instrumentación y
control para entornos exigentes de energía marina y eólica.
harting impresiona con una amplia gama de conocimientos
técnicos y competencia en soluciones.
Redes integradas
Automation IT, que refleja la imparable convergencia de
las comunicaciones de fábricas y oficinas, es una prioridad
esencial en harting. El uso en todo el mundo de Ethernet y
TCP/IP en el mundo de la oficina amplía el horizonte para
incluir oportunidades que poca gente en el mundo industrial
creía posibles. La creciente convergencia de los procesos
ofimáticos y fabricación en toda la industria está abriendo nuevos horizontes. Automation IT ofrece productos y
soluciones innovadores que están impulsando el proceso,
incluidas las soluciones de integración para toda la entidad
de producción, la integración de datos relacionados con la
producción en el sistema ERP y la conexión en red integrada
de administración, planificación y producción.
¿Se trata de visiones del futuro? ¿“Vaporware”? De ningún
modo: harting ha mostrado soluciones integradas de este
tipo en ferias en los últimos años, y está aplicando la tecnología en su planta de Zhuhai, China. Esta completa solución
de control y comunicaciones se extiende mucho más allá de
las cuatro paredes de la planta. Las instalaciones de Zhuhai están integradas en la red mundial de comunicaciones
de harting, ofreciendo unas oportunidades y un potencial
extraordinarios.
Orientación a los clientes
Pero todavía hay más. harting siempre se ha centrado en
los clientes, y este es uno de los motivos del éxito continuado de la empresa. Entender lo que necesitan los clientes,
responder con rapidez con soluciones flexibles y reducir
los plazos de comercialización son los principales puntos
fuertes de harting. Y ahora estamos haciendo un esfuerzo
mayor, si cabe: se ha creado un nuevo departamento para
fomentar y acelerar el desarrollo de soluciones específicas
para los clientes.
La investigación y el desarrollo también están entre los puntos fuertes de harting, impulsando la innovación dentro del
grupo tecnológico harting. Actualmente estamos intensificando nuestras actividades de I+D en curso para desarrollar nuevas tecnologías y nuevos productos y soluciones que
mejoren nuestra gama de productos.
¿Por qué estamos realizando todas estas actividades? La respuesta es sencilla: estamos atendiendo a nuestros clientes.
Aprovechamos la amplia y profunda experiencia que hemos
obtenido y desarrollamos todos nuestros productos nuevos
para cumplir un solo objetivo: aumentar el valor añadido y
la satisfacción del cliente.
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tec.News 16: Índice
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harting tec.News 16 (2008)
Índice
Editorial:
Philip F.W. Harting: Pushing Performance _2
Seguridad
Autor invitado: H. Kraibühler: Automatización: una
tendencia que en el futuro impulsará la industria del
moldeado por inyección _6
Supervisión dinámica de los activos ferroviarios:
máxima precisión a alta velocidad _20
Asistencia de harting a ferias 2008 _86
Sistema de cableado de doble carril con línea
Ethernet redundante: los switches de harting
permiten una solución especial _34
La automatización aumenta la eficacia
Ethernet a bordo de los trenes _42
Ethernet significa eficacia _10
Soluciones de sistema de harting
para energía eólica _62
Conectividad de dispositivos: visión general _13
¡Esto es ritmo!
Automation IT inicia su andadura _46
La doma de dos leones danzantes _50
La vida de un buzo de profundidad _74
Entretenimiento
¡Otra buena idea! _66
La revolución del transporte en el metro asiático _60
La tecnología de bus de potencia ahorra costes _76
¡Llamando a la unidad móvil! _78
El conector Han® va a la ópera _82
Liderazgo tecnológico
Campeonato del mundo RoboCup _18
Asociación de sistemas
Innovadores conectores MicroTCA™ _26
La vanguardia en ultrasonidos _31
Integridad de señal en canales de alta velocidad _37
Transporte a altas temperaturas _56
Los sistemas MicroTCA™ son los más completos
en aplicaciones industriales _40
Propiedades electromecánicas
simuladas de un conector electrónico _70
Las asociaciones sólidas tienen una ventaja competitiva
en la economía globalizada _54
Datos de la publicación.
Publicado por: harting KGaA, M. Harting, P.O. Box 1133, 32325 Espelkamp (Alemania), Teléfono +49 5772 47-0, Fax: +49 5772 47-400, Internet: www.harting.com
Editor jefe: A. Bentfeld | Vicedirector jefe: Dr. H. Peuler | Coordinación general: Departamento de comunicación y relaciones públicas, A. Bentfeld
Diseño y maquetación: Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlin | Producción e impresión: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück
Tirada: 30.000 copias en todo el mundo (en alemán, inglés y otros 11 idiomas)
Fuente: Si está interesado en obtener este boletín de forma regular, gratuitamente, póngase en contacto con la Subsidiaria de harting más próxima, su colaborador comercial
harting o uno de los distribuidores locales de harting. También puede solicitar tec.News en línea en www.harting.com
Reimpresiones: La reimpresión completa o de extractos de los artículos está sujeta a la aprobación por escrito del editor. Esto también se aplica a la introducción en bases de
datos y la reproducción en soportes electrónicos (p. ej., CD-ROM e Internet).
Todas las denominaciones de productos utilizadas son marcas comerciales o nombres de producto que pertenecen a harting KGaA o a otras empresas.
Aunque se ha puesto el máximo cuidado en la edición, es imposible evitar por completo los errores de impresión o los cambios en las especificaciones de los productos en poco
tiempo. Por este motivo harting KGaA sólo se hace responsable de los datos que aparecen en el catálogo en versión alemana correspondiente. Impreso mediante un procedimiento
respetuoso con el medio ambiente en papel blanqueado totalmente libre de cloro y con una gran proporción de papel reciclado.
© 2008 by harting KGaA, Espelkamp. Todos los derechos reservados.
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t e c . N e w s 1 6: A u t o r i n v i ta d o
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harting tec.News 16 (2008)
Herbert Kraibühler
Automatización: una tendencia
que en el futuro impulsará la industria
del moldeado por inyección
El actual traslado de la producción de piezas de bajo coste y componentes sencillos a los países de bajo coste está
reduciendo los volúmenes de pedidos en países con altos costes laborales. Para contrarrestar esta tendencia y encontrar modos de mantener la producción competitiva y rentable en los países con salarios altos, los productores
tendrán que aumentar la complejidad de las piezas y automatizar el proceso de fabricación.
Integración de funciones
Una de las futuras tendencias en la industria del moldeado
por inyección es la integración de funciones complejas en el
ciclo de producción. La feria mundial K 2007 celebrada en
Dusseldorf, Arburg, en colaboración con Oechsler, su socio
para la innovación, mostró cómo se pueden integrar funciones complejas en el ciclo de producción gracias al diseño
inteligente de moldes y procesos.
Bandas de luces LED
en un solo paso de producción
Se produjo una banda de luces LED totalmente funcional
con un solo paso de producción en una célula de producción
compleja. La base del sistema es la máquina de moldeado
por inyección de tres componentes Allrounder 370 S, que
incorpora el sistema robótico Multilift V y el molde giratorio
de tres estaciones que se gira servoeléctricamente hasta la
siguiente estación en pasos de 120º.
Este proceso es posible gracias al uso de un plástico conductor de reciente desarrollo y al encapsulado de un componente LED de alta sensibilidad. El resultado es que se plantean
grandes exigencias a la máquina de moldeado por inyección,
al molde y al sistema robótico.
La totalidad de ciclo de producción funciona en serie y a
primera vista parece muy sencillo: En primer lugar se moldea la base y a continuación se inyectan las lentes en los
huecos correspondientes. Después el sistema robótico inserta la resistencia y las tres luces LED. Luego se termina
la carcasa mediante la inyección del tercer componente de
PA conductor y se extrae del molde.
Los subprocesos que tienen lugar en el molde son muy
sofisticados: el proceso de moldeado por inyección de tres
componentes implica no sólo la producción de la carcasa y
las lentes, sino que también se inyecta en el molde plástico
altamente conductor utilizando tecnología de canal caliente, se encajan los componentes electrónicos y se da forma
a los contactos. El tiempo de ciclo necesario para producir
el componente completo es de aproximadamente 40 segundos. Toda la secuencia del proceso se gestiona mediante el
control de interfaz de alto rendimiento basado en gráficos
Allrounder, Selogica. Los tres pasos del proceso se llevan a
cabo simultáneamente en todos los pasos del ciclo.
Las lentes para las tres luces LED son de poliamida transparente, y se utiliza ABS para la carcasa. Los conductores
impresos se fabrican con un PA conductor desarrollado es-
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t e c . N e w s 1 6: A u t o r i n v i ta d o
pecialmente. Los tres plásticos se pueden procesar juntos
sin dificultad en el Allrounder de tres componentes. En las
operaciones posteriores, se puede montar la carcasa superior
fabricada con las carcasas inferiores correspondientes y una
batería de 9 V para formar una banda de luces acabada.
Con este sistema para producir una banda de luces LED
como aplicación de muestra, los socios del proyecto, ­Oechsler
y Arburg, hicieron una impresionante demostración de lo
que se puede conseguir actualmente utilizando máquinas
de moldeado por inyección sofisticadas y herramientas para
la producción, la inserción, la integración de funciones y las
operaciones de montaje consolidadas.
Integración de las operaciones posteriores
Otra forma de producir piezas de gran complejidad y aprovechar las consiguientes ventajas de ahorro de costes y mejora
de la calidad es integrar las operaciones posteriores al proceso de moldeado por inyección. La lista incluye el montaje,
el embalaje, el recubrimiento, la pintura y la decoración de
superficies. En el futuro, estos pasos de la producción se integrarán más en las fases posteriores del ciclo de inyección,
evitando los daños y la suciedad causados por el transporte
intermedio, además de reducir significativamente el tiempo
necesario para la disponibilidad. Al reducirse de este modo
los tiempos totales de producción y almacenamiento dismi-
Fig. 1: resistencia y luces LED que se insertan en la herramienta.
8
Fig. 2: el sistema robótico extrae la pieza moldeada por inyección acabada.
nuye de forma inmediata el capital comprometido y queda
más margen para realizar inversiones.
Moldeado por inyección de cepillos de dientes
con clasificación por colores
Un ejemplo de integración de los pasos posteriores de la producción es el moldeado por inyección de cepillos de dientes
con clasificación por colores, que se ha conseguido utilizando máquinas de cinco y hasta de seis componentes. En la
máquina de cinco componentes, los cuerpos básicos de los
cepillos de dientes se encapsularon en cuatro colores diferentes en una sola operación, lo que permitió la producción
de 16 cepillos de dientes en cuatro combinaciones de colores
diferentes durante cada ciclo. La razón de la tecnología relativamente compleja de esta máquina es la logística: gracias
a la complejidad de la máquina y del proceso de moldeado
por inyección, operaciones posteriores como la inyección de
las cerdas y el embalaje se simplificaron hasta el extremo de
que el tiempo total desde la fabricación y el embalaje hasta
el envío (con cuatro colores diferentes por unidad de embalaje) podía reducirse de varios días a unas pocas horas.
Inclusión de los pasos de producción previos
Además de concentrarse en las operaciones posteriores, otra
cuestión en sentido contrario requerirá cada vez más atención en el futuro. Cada vez se tendrán más en cuenta los
pasos previos del proceso de moldeado por inyección. Estos
son, por ejemplo, los procesos de estampación y plegado,
además de la alimentación de piezas para el encapsulado.
Con frecuencia las empresas de moldeado por inyección de
plásticos prestan poca atención a estos procesos, que no se
consideran básicos. Sin embargo, incluso en los procesos de
producción de alta velocidad para los que el ciclo de inyec-
harting tec.News 16 (2008)
ción parece demasiado lento a primera vista se pueden conseguir simplificaciones importantes, reducciones de costes
y mejoras de calidad cuando se tiene en cuenta la totalidad
del proceso. Ya se han dado algunos pasos iniciales muy prometedores en relación con el encapsulado de piezas de chapa
metálica y estampadas, que se usan con frecuencia en teléfonos móviles y switches, además de las piezas decorativas
que se utilizan en el sector de automoción, por ejemplo.
Las ventajas se pueden ver en la reducción de los tiempos
y las cantidades de entrega, lo que automáticamente se traduce en disminuciones de costes y fiabilidad logística. Esto
demuestra que la producción rentable no sólo se consigue
mediante máquinas, periféricos o materiales de bajo coste,
sino que son mucho más importantes la alta disponibilidad
general de la producción, los procesos logísticos fiables y la
reducción de los períodos de inactividad por averías.
Sistemas más complejos, control más simple
Especialmente en el caso de las células de producción
completas, el valor de un sistema de control central es evidente. A pesar de la mayor complejidad, la facilidad de uso
de los sistemas y procesos no sólo debe mantenerse, sino
que también debe mejorarse. El operario debe enfrentarse únicamente a un concepto operativo y a una interfaz de
usuario centrales. Por lo tanto, son necesarios sistemas de
control que permitan la integración de periféricos, un concepto operativo uniforme, una programación sencilla y una
representación clara de los procesos complejos con todos
los parámetros importantes, un alto grado de fiabilidad de
los procesos y funciones de monitorización completas para
el control de calidad; es decir, un sistema inteligente en
segundo plano.
Fig. 3: la totalidad del proceso de producción, incluido el embalaje,
se puede simplificar con el sistema complejo para el moldeado por
inyección con clasificación por colores de los cepillos de dientes.
Hacia el futuro con inteligencia
“Inteligencia” es por lo tanto una palabra importante para
el futuro de la tecnología de moldeado por inyección. Los
proveedores y usuarios de máquinas deben conseguir una
producción más fácil de controlar, más fiable y más rentable
mediante el uso de máquinas y procesos “más inteligentes”, junto con un enfoque integrado de máquinas, moldes,
materiales y procesos. Especialmente para los países con
salarios altos, el futuro dependerá de las mayores sinergias
entre tecnologías de producción individuales en el contexto
de células de producción “inteligentes” con un sistema de
control central.
Herbert Kraibühler
Managing Director Technology and Engineering
ARBURG GmbH + Co. KG, Loßburg
Herbert_Kraibuehler@arburg.com
INFORMACIÓN DE ARBURG
Arburg es uno de los principales proveedores mundiales
de máquinas de moldeado por inyección para el sector
del procesamiento de plásticos con fuerzas de apriete
de entre 125 kN y 5.000 kN. Entre sus campos de aplicación están la producción de piezas de plástico para
vehículos de motor, las comunicaciones y la electrónica
de consumo, la tecnología médica, los electrodomésticos
y los embalajes. La gama de productos también incluye
sistemas robóticos, otros periféricos y proyectos complejos. Arburg tiene un departamento de proyectos que
desarrolla y aplica soluciones personalizadas a medida
de los clientes. El cliente tiene un solo punto de contacto
para el diseño, la aplicación, la puesta en marcha, la
certificación CE y el servicio posventa.
El sistema de gestión integrado de Arburg tiene las certificaciones DIN EN ISO 9001 y 14 001. La empresa está
representada por sus propias organizaciones en 31 ubicaciones de 23 países, y por socios comerciales en más
de 50 países. Sin embargo, las máquinas se producen
exclusivamente en la fábrica central de Lossburg (Alemania), con la marca de calidad “fabricado por ARBURG
– fabricado en Alemania”. De un total de más de 2.000
empleados de Arburg, más de 1.700 trabajan en Alemania. Otros 330 empleados trabajan en las organizaciones
de Arburg de todo el mundo.
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t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
Ken Kotek
Ethernet significa eficacia
La constante aparición de nuevas tecnologías y el rápido ritmo de desarrollo por un lado parecen entrar en conflicto
con el mayor uso de soluciones estándar por otro. La solución al dilema está próxima. El uso de soluciones de comunicaciones normalizadas y de Ethernet Industrial no supone una restricción de los avances tecnológicos; por el
contrario, representan una plataforma que favorece el desarrollo de una amplia variedad de nuevas tecnologías y
acelera en gran medida la creación de nuevas soluciones.
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harting tec.News 16 (2008)
La aceptación en todo el mundo prueba sin lugar a dudas que Ethernet Industrial ya está aquí. La multitud de
redes de cableado cerradas que funcionaban con protocolos exclusivos ya es historia. Protocolos como PROFINET,
­DeviceNet y ModBus TCP ocupan una parte importante de
la autopista de la información, y son necesarios para ciertos dispositivos. No obstante, estos protocolos no son la opción ideal para la comunicación entre equipos industriales
y subsistemas de distintos proveedores. Es necesaria una
norma de comunicación universal que permita afrontar
las combinaciones ilimitadas de diferentes componentes
de sistema, y eso es precisamente lo que puede ofrecer
Ethernet.
¿Cómo puede otro protocolo, es decir, Ethernet, ayudar a
eliminar las limitaciones de la red de cableado? Para comprender la solución es necesario empezar desde abajo. Lo
mejor del protocolo Ethernet es que funciona en las tres
capas más bajas del modelo de siete capas. A medida que
se sube de capa, se puede procesar y dividir en segmentos
que definen Ethernet/IP, PROFINET, Modbus TCP, etc.
La capa más baja se denomina capa física, y consiste principalmente en cables y conectores. Como todos los protocolos
utilizan cables y conectores, el uso de cables normalizados
y robustos hace que la red sea más resistente. En las capas
superiores, todos los demás protocolos se estratifican según la capa física. Mientras la capa física no se modifique,
no hay problema para alojar los demás protocolos. Por este
motivo Ethernet se considera adaptable y abierta.
La arquitectura abierta equivale a
versatilidad
Muchas aplicaciones e industrias han adoptado este protocolo abierto con entusiasmo. Utilizando las capacidades
full duplex de Ethernet Industrial, la transferencia de datos
es ahora más rápida y determinista. La arquitectura abierta, la facilidad de uso y la creciente aceptación de Ethernet
abren la puerta a nuevas ideas y aplicaciones.
Aunque los switches Ethernet han impulsado el desarrollo
tecnológico de abajo a arriba, desde las versiones “conectar
y listo” hasta funciones de gestión de redes complejas, ha
habido un enorme aumento de la demanda de estos switches en el mercado industrial. Mercados que antes estaban
dominados por soluciones de bus de campo están migrando
ahora a la nueva tecnología. Se están suministrando productos a una gran variedad de mercados. La lista de nuevas
aplicaciones incluye la energía eólica, el transporte ferroviario, el sector farmacéutico y el de la automoción.
Energía eólica
La energía renovable es el recurso del futuro. La reducción
de las emisiones de CO2 es uno de los principales retos de
los futuros sistemas de generación de energía. La energía
eólica es ya una sólida alternativa en todo el mundo, y tiene
las mayores tasas de crecimiento e innovación en el sector
industrial. A medida que crece el tamaño y la sofisticación
de las turbinas eólicas, aumenta la longitud del cableado
desde la base hasta la parte superior. Actualmente lo habitual es una longitud de 100 metros, lo que supera los
límites del cobre. La fibra óptica, que tiene un alcance de
2.000 m, es una alternativa atractiva. La serie eCon 3062
de harting tiene un rango de temperatura más amplio, lo
que la convierte en una opción adecuada para el sector de
la energía eólica. Estos switches se utilizan principalmente
para las comunicaciones de datos entre las turbinas eólicas
y el equipo de control centralizado.
Transporte ferroviario
Las redes basadas en controladores se han diseñado para
garantizar que los pasajeros del ferrocarril disfruten de un
viaje sin problemas, cómodo y fiable hasta su destino. Estas
soluciones son ahora mucho más realistas que hace sólo
unos años, y Ethernet es uno de los motivos de este cambio. Los fabricantes de vehículos ferroviarios optan cada
vez con mayor frecuencia por Ethernet como protocolo de
comunicaciones. Las aplicaciones básicas son la seguridad,
la gestión operativa, el control de la temperatura y las co3
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t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
municaciones inalámbricas. La gama de productos eCon,
sCon y mCon de harting (combinados como un sistema) es
compatible con estas funcionalidades basadas en Ethernet
Industrial.
Industria farmacéutica
Los medicamentos están sujetos a un estricto control de
calidad y de lotes. eCon y mCon son la opción ideal para
estas aplicaciones. El diseño liso y compacto es una tecnología de gran valor en ambientes higiénicos. La demanda
de medicamentos continuará aumentando, y ello impulsará
el uso de Ethernet Industrial.
El sector de la automoción
Por necesidad, las plantas y los sistemas de fabricación de
automóviles deben estar siempre a la vanguardia. La competencia y la necesidad de reducir costes se traducen en altos niveles de innovación. Un importante fabricante de vehículos norteamericano escogió recientemente Ethernet/IP
como estándar de comunicaciones de facto en todas sus
operaciones de producción. Ethernet ayuda a monitorizar
y controlar aplicaciones como sistemas de visión, robots y
operaciones de pintura y soldadura. Los switches Ethernet
de harting, y especialmente la serie mCon 3100, facilitan y sirven de apoyo a estas aplicaciones, ofreciendo al
cliente las siguientes ventajas: monitorización de procesos
en tiempo real, adquisición automática de datos de procesos, un protocolo único para todo el control de procesos
y las aplicaciones de comunicaciones, además de rapidez
y facilidad de instalación y manejo. Un motivo por el que
los conectores y cables industriales de harting prestan
un servicio fiable (también en las condiciones más duras)
en el sector de automoción es el sólido compromiso de la
empresa en la búsqueda de soluciones personalizadas que
ofrezcan extraordinarias ventajas a los clientes.
harting sólo ha estado presente en unos pocos mercados en
los últimos años. La empresa no ha entrado en la mayoría
de los demás mercados de fabricación y servicios, pero las
oportunidades son enormes. Dondequiera que haya necesidad de transmisión y comunicación de datos, Ethernet
tiene ya un papel fundamental, o lo tendrá en el futuro.
Ethernet Industrial: el estándar en las
instalaciones de producción
A medida que Ethernet va ganando fuerza se utiliza en
cada vez más aplicaciones en entornos muy exigentes. La
necesidad de un Ethernet “industrial” especial se basa en
el hecho de que la fiabilidad de los cables, conectores y
switches Ethernet y del protocolo al que subyacen viene
determinada por el hardware que los conecta a todos. Este
hardware de conexión ofrece la mejor protección contra
el calor, el polvo, la humedad, las vibraciones y las temperaturas extremas. Estos puntos fuertes y capacidades
constituyen la base que sirve de justificación a “Ethernet
Industrial”.
Para complementar su amplia gama de switches para
Ethernet Industrial, harting ofrece cables y conectores
industriales resistentes, desde switches “conectar y listo”
(plug&play ) hasta complejos switches gestionados.
Además de la calidad de los productos Ethernet, el argumento de mercado más importante para harting es la ingeniería basada en el valor. Un producto es tan bueno como
sus valores subyacentes: calidad, integridad, asistencia y
conocimientos técnicos. Contamos con un equipo de soporte técnico que se encargan de proporcionar asistencia
a los clientes de harting y ayudarles a desarrollar la mejor
solución para sus aplicaciones específicas. El compromiso
por parte de estos analistas crea confianza en el producto
y en la red Ethernet.
Ethernet se está utilizando ahora en aplicaciones y procesos que utilizaban soluciones insulares en el pasado o que
no estaban abiertas debido a la falta de capacidad de comunicación. Industrial Ethernet ha creado oportunidades
totalmente nuevas. La tecnología ha avanzado a una velocidad que antes nadie creía posible. Los sistemas consiguen
ahorrar costes, ofrecen al usuario más ventajas y facilidad
de uso, y son más resistentes y fiables que nunca.
Ken Kotek
Senior Product Manager, USA
HARTING Technology Group
ken.kotek@HARTING.com
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harting tec.News 16 (2008)
Matthias Fritsche & Andreas Huhmann
Conectividad de dispositivos:
visión general
La normalización de las interfaces puede ayudar a los usuarios a gestionar la complejidad de los sistemas de redes
actuales; las normas hacen que las nuevas tecnologías, como Ethernet, sean más fáciles de usar. Es precisamente en
este campo en el que una definición de la conectividad de dispositivos constituye una aportación importante.
Se deberán clarificar y resolver las cuestiones relativas a
la instalación y la conectividad de los dispositivos antes
de que las redes integradas puedan hacerse realidad en la
automatización de sistemas industriales. El primer paso
será la definición de un sistema de red que permita la conectividad de las principales líneas vitales en un sistema
de automatización (datos, señal, potencia). La potencia de
400 V, las comunicaciones y la distribución de señal tienen
una importancia similar.
Hay dos opciones de conectividad. La instalación puede
hacerse previamente durante el montaje de una unidad
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POWER
SIGNAL
DATA
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t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
funcional (por ejemplo, una máquina) utilizando componentes
prefabricados, o se puede instalar
la red in situ empleando la sencilla tecnología de conexión rápida.
En cualquier caso, el método de
instalación tiene que ofrecer la
mejor solución para cada aplicación. No obstante, en ambos casos
es necesario tener en cuenta las
unidades funcionales integradas
(dispositivos de automatización).
Estos dispositivos tienen interfaces específicas que se definen en
base a la red. Desde el punto de
vista funcional y de instalación,
la provisión de una solución óptima dependerá de la disponibilidad de un sistema coordinado
de conexión en red, instalación
y conectividad de dispositivos.
Un enfoque general basado en el
sistema favorece las estrategias
de conectividad de dispositivos
que pueden simplificar en buena
medida la solución de problemas
en los detalles.
instalar la mayor parte de las soluciones de conectividad
de forma rápida y sencilla.
Conectividad
de dispositivos
de harting
La gama de posibles soluciones
de conectividad de dispositivos
es tan amplia como la gama de
dispositivos que se utilizan en
la electrónica industrial. harting
ofrece una amplia gama estándar
de productos de conectividad de
dispositivos de datos, señal y
potencia para el mercado de la
electrónica industrial. La gama
de harting permite a los clientes
harting: el socio de conectividad de
dispositivos en el proceso de diseño
Los efectos influyen profundamente en la relación de colaboración entre harting y sus clientes. A medida que esta
relación se va apartando del modelo cliente/proveedor convencional, harting se implica cada vez más en el desarrollo
continuo de los productos y los sistemas de producción de
los clientes. Ahora el cliente tiene acceso al fondo de conocimientos y experiencia de la empresa. Para complementar
los servicios del representante del cliente, un equipo técnico de aplicaciones con experiencia a nivel de dispositivos
y un grupo de expertos en HF (alta frecuencia) están preparados para prestar asistencia. harting también pone a
disposición de sus clientes su tecnología de carcasas EMC,
Las tendencias del mercado como el diseño compacto, el
mejor rendimiento de los dispositivos y el uso de comunicaciones Ethernet con velocidades de datos en constante
aumento plantean demandas específicas a las interfaces.
La estrategia de conectividad de dispositivos de harting
refleja la amplitud de los conocimientos técnicos y la experiencia de la empresa, y ofrece una oportunidad para
abordar la cuestión de la conectividad desde la perspectiva
del sistema y encontrar la mejor solución a medida que las
expectativas y demandas continúan evolucionando.
El conector MicroTCA™, que tiene sus orígenes en la conectividad de las telecomunicaciones como conector de placa a
placa, se está utilizando ahora en equipos de accionamiento y control. La última generación de conectores PushPull
IP 67 se está utilizando para soluciones de cable a placa
en ambos segmentos del mercado. Esto confirma la tendencia hacia una convergencia en la tecnología de conectividad de dispositivos y en la explotación de las sinergias
resultantes, y tiene efectos de largo alcance en la posición
de mercado de harting. La empresa ofrece algo más que
conectores de dispositivos: proporciona soluciones globales de conectividad de dispositivos, incluidos conectores,
unidades prefabricadas y backplanes completos.
Fig. 1: tecnología de conectividad de PCB.
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harting tec.News 16 (2008)
su diseño mecánico reforzado, su ingeniería de alta potencia y su experiencia en instalación. Se pueden realizar
simulaciones de aplicaciones en el laboratorio homologado
durante el proceso de diseño. El grupo tecnológico harting
domina todas las tecnologías básicas necesarias para las
soluciones de conectividad de dispositivos integradas, incluida la conectividad de PCB basada en tecnología SMT,
SMC, THT o press-fit.
harting trabaja con grupos de usuarios para desarrollar
soluciones de conectividad de dispositivos que después
se incorporan a las normas internacionales. Los fabricantes de dispositivos determinan el nivel de implicación de
harting en el proceso de diseño. harting puede ayudar a
identificar la mejor opción de conectividad de dispositivos
de tres maneras:
1. El fabricante de dispositivos encuentra los productos de
conectividad de dispositivos adecuados en el catálogo
DeviceCon y se responsabiliza del diseño con la ayuda
del servicio de asistencia técnica a las aplicaciones de
harting.
2. El fabricante de dispositivos define las especificaciones
de la interfaz y harting presta asistencia en la selección
de los productos de conectividad de dispositivos.
3. El fabricante de dispositivos planifica una nueva generación de dispositivos que emplearán tecnología de conectividad de dispositivos personalizada. Se inicia un
proyecto conjunto para definir la nueva solución de conectividad de dispositivos. El resultado de este esfuerzo
de cooperación es una solución personalizada y económica para la producción en serie.
De las tres opciones, sólo la última lleva el proceso de diseño a un nuevo nivel. La colaboración entre harting y su
cliente puede conseguir la optimización del rendimiento
y aprovechar mejor el potencial de ahorro de costes, especialmente durante el proceso de desarrollo del cliente. La
conectividad de dispositivos forma parte de una solución
de automatización industrial integrada con tres grupos de
requisitos principales: el sistema de red, la conectividad
de la instalación y la conectividad de dispositivos. Los
requisitos de ingeniería en la interfaz del dispositivo se
derivan del sistema de red. Los requisitos de instalación
dependen de la aplicación del cliente. La electrónica y el diseño del dispositivo determinan el método de integración.
harting se implica a tres niveles para aplicar concepto de
conectividad de dispositivos. Los resultados confirman la
conveniencia de este compromiso.
1. El sistema de red
Los grupos de usuarios como la PNO (organización de
usuarios de PROFIBUS) generan sistemas de red como
­PROFINET y otros. Estas organizaciones definen los requisitos de rendimiento HF y la cara de conexión. Actualmente
hay una tendencia clara hacia las interfaces centradas en el
sistema que están fuera del ámbito de las comunicaciones.
Ahora PROFINET ha definido un conector de distribución
de potencia de 24 V y el conector de potencia de 400 V.
La solución de conector de potencia sobre redes Ethernet
IEEE 802.3 se basa en PoE. El sector de la ingeniería mecánica también ha especificado interfaces de distribución de
datos y potencia en ISO 23 570. Esto tiene consecuencias de
gran alcance, y subraya la importancia de la implicación de
harting en las organizaciones y asociaciones industriales
para garantizar que se identifican y se ponen en práctica
las mejores soluciones de conectividad de dispositivos que
resistan el paso del tiempo.
2. Conectividad de instalación
Normalmente las organizaciones y asociaciones industriales sólo definen los requisitos funcionales de los conectores, mientras que la instalación se deja a los usuarios. Con
frecuencia los grandes productores de maquinaria ofrecen
montajes de cable prefabricados. Si la red se instala in situ,
la tecnología de conectividad de fácil manejo se convierte en un factor importante. Los conectores enchufables se
han diseñado para que la instalación sea sencilla, rápida y
fiable, y su funcionalidad es esencial. El Han Quick Lock®
de harting se puede montar in situ, pero al mismo tiempo
tiene una alta densidad de contactos.
3
15
t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
Los usuarios tienen que participar en el desarrollo de
otras estrategias de instalación, y los dispositivos tienen
que ser compatibles con esta tecnología de instalación. La
estrategia de instalación adoptada por los fabricantes de
automóviles alemanes es un buen ejemplo. Las tres partes
se reunieron para acordar una solución integrada que se
ajustase a sus necesidades futuras. Esta estrategia se puso
en práctica en estrecha coordinación con la PNO para garantizar que los aspectos a nivel de sistema formasen parte
de la ecuación. Los fabricantes de automóviles aportaron
sus conocimientos técnicos de instalación como usuarios.
Los fabricantes de dispositivos y los fabricantes de conectores, incluida harting, estaban presentes cuando se definió
la solución.
3. Conectividad de dispositivos
Una buena solución de interfaz tiene un papel esencial en
cualquier estrategia de instalación. Los fabricantes de dispositivos tienden a seleccionar conectores que ofrecen la
mejor solución para su producto específico. Sin embargo,
la solución más sencilla para el fabricante no siempre es
la mejor respuesta en el contexto del sistema y del usuario.
Los distintos fabricantes de dispositivos utilizan conectores distintos que no son compatibles entre sí.
Naturalmente, los fabricantes de dispositivos hacen demandas bien fundadas en relación con los conectores. La
mayoría de los dispositivos contienen una PCB. Los fabricantes quieren conectores que se puedan montar en la
placa y soldarse junto con los demás componentes, y la
SMT (tecnología de montaje en superficie) es la solución
estándar. Es necesario un enfoque diferente si el conector
no se monta sobre la placa en una versión del producto determinada. Se puede instalar cable plano entre el conector
y la PCB. En aplicaciones IP 67, en las que los dispositivos
tienen que funcionar en entornos exigentes, la estrategia
de cierre es otro factor que debe discutirse con el fabricante de dispositivos.
harting PushPull Hybrid: la red, la
estrategia de instalación y el conector
Una estrategia de conectividad óptima debe basarse en la
mejor combinación de las tres variables, es decir, el sistema, la conectividad de la instalación y la conectividad
del dispositivo en el contexto general. Sólo un fabricante
dispuesto a entablar un diálogo intensivo con los desarro-
16
lladores de sistemas, los usuarios y los fabricantes de dispositivos estará en una posición que le permita definir las
nuevas normas. Ese fabricante debe también ofrecer productos en estas tres categorías y tener un dominio suficiente de los conocimientos técnicos para encontrar soluciones
a problemas complejos. Basándose en esta concentración
estratégica en la conectividad de los dispositivos, la conectividad de la instalación y los sistemas de redes, harting se
está posicionando como proveedor integral de soluciones
complejas centradas en el sistema.
La tecnología PushPull de harting ya ha establecido una
nueva norma. Tras la aceptación de la solución de conectividad de instalación PushPull Han® en el sector del automóvil alemán, la empresa se enfrenta ahora a su próximo
desafío. Es necesario un nuevo enfoque de la instalación de
máquinas. La migración a la tecnología de comunicaciones
Ethernet ofrece la oportunidad de simplificar significativamente la conectividad de las máquinas. La demanda del
mercado de máquinas compactas producidas en serie acelerará la tendencia hacia múltiples dispositivos inteligentes
encajados en un espacio reducido en torno a un controlador
central. La topología en estrella ofrece una eficacia y un
rendimiento óptimos en estos casos.
Con la topología en estrella híbrida, el método de distribución de potencia a los componentes presenta una diferencia
esencial con respecto a una solución de topología en línea o
en anillo. Como la conexión en cascada no se utiliza en las
redes en estrella, la capacidad de conducción de corriente
se puede adaptar a cada dispositivo. En una red en estrella
para máquinas, 5 A es suficiente. Esta reducción facilita el
uso de conectores híbridos optimizados.
harting ha desarrollado el conector de potencia PushPull
Hybrid, que también permite las comunicaciones Ethernet.
El diseño miniaturizado del PushPull Hybrid satisface las
necesidades de los fabricantes de dispositivos que deseen
utilizar el conector en productos compactos.
La Guía de selección DeviceCon:
la forma rápida de encontrar la solución
ADECUADA EN conectividad de dispositivos
harting ha sistematizado los tres requisitos (sistema,
instalación y dispositivo) y los ha incluido con la información sobre productos más reciente en la Guía de se-
harting tec.News 16 (2008)
Fig. 2: la Guía de selección DeviceCon.
lección ­DeviceCon, que forma parte del nuevo catálogo
­DeviceCon.
Durante la selección inicial de un conector, los fabricantes
de dispositivos pueden tener en cuenta todos los factores
que desempeñan un papel durante la integración del conector en el dispositivo y la instalación del dispositivo por
parte de los usuarios, así como las cuestiones que afectan
a la compatibilidad del dispositivo en el sistema global. La
Guía de selección muestra, por ejemplo, que el conector es
una versión SMT compatible con PROFINET que incorpora
la sencillez de la conectividad HARAX® para la instalación
in situ. Como los conectores de harting siempre están diseñados para proporcionar conectividad integrada en el
contexto de soluciones de automatización consistentes, son
la plataforma ideal para interfaces de dispositivos, ya que
ofrecen grandes ventajas tanto a los fabricantes de dispositivos como a los usuarios finales.
Matthias Fritsche
Product Manager Device Connectivity, Electric
HARTING Technology Group
matthias.fritsche@HARTING.com
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing, ICPN
HARTING Technology Group
andreas.huhmann@HARTING.com
17
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
Prof. Dr. Martin Riedmiller, Dr. Volker Franke, Wilhelm Finke, Frank Tegeler
Campeonato del mundo RoboCup
La inteligencia artificial está preparando el terreno para una nueva era en la que los robots ampliarán sus horizontes más allá de las fábricas para ayudarnos en nuestras vidas cotidianas. La Universidad de Osnabrück y el grupo
tecnológico harting están trabajando juntos para ayudar al equipo de robots de la universidad a defender el título
de campeones del mundo de fútbol.
El proyecto Brainstormers se inició en 1998 como una puerta recreativa hacia el mundo de la inteligencia artificial.
El objetivo del proyecto es impulsar la investigación sobre
agentes adaptables y autónomos en entornos complejos. Se
escogió el fútbol de robots como actividad suficientemente
compleja porque va más allá de la secuencia de movimientos para incluir la inteligencia y el trabajo en equipo en
un entorno de juego competitivo. Los equipos de fútbol de
robots se enfrentan a otros equipos en los torneos del campeonato RoboCup.
La investigación se basa en una de las ideas básicas de
la inteligencia artificial, la de que los programas informáticos pueden aprender de forma autónoma a lo largo
del tiempo y tomar decisiones correctas basándose en el
ensayo y error.
18
Los principios fundamentales del proceso de aprendizaje
artificial se conocen desde principios de los años 90. Actualmente los investigadores trabajan en formas de trasladar los principios subyacentes a problemas complejos que
tengan relevancia práctica. El fútbol de robots es un punto
de partida adecuado, y el campeonato del mundo RoboCup
ofrece una oportunidad de probar nuevos métodos y técnicas y de competir contra equipos de investigación de
todo el mundo.
RoboCup es un proyecto internacional que se ha creado
para impulsar la investigación en los campos de la inteligencia artificial y los robots móviles autónomos. El reto
científico y técnico es desarrollar un equipo de robots para
el año 2050 que pueda competir con éxito con los campeones mundiales humanos.
harting tec.News 16 (2008)
En el torneo que se celebra cada año, los equipos tienen
la oportunidad de probar sus avances más recientes en
un entorno competitivo y compartir información con los
demás equipos. Este método garantiza la difusión rápida
y eficaz de la información.
El equipo Brainstormers de Osnabrück se compone de seis
robots, y lleva jugando en la liga de robots de tamaño medio desde 2003; fue el ganador del campeonato en 2006 y
2007. Para ganar el campeonato, los ingenieros tuvieron
que desarrollar el software y el hardware de robótica, incluidos los chasis, los accionadores, los sensores, el ordenador y la fuente de alimentación.
Aquí es donde entra en escena el grupo tecnológico
harting. La aportación inicial de harting se centra en el
desarrollo continuo del mecanismo de disparo.
Este mecanismo es una característica esencial de un robot
competitivo. El robot debe ser capaz de realizar disparos
precisos a alta velocidad a distintas alturas, lo que plantea las máximas exigencias a los sistemas de sensores y a
la velocidad de reacción de los robots de los equipos contrarios. Los robots también deben ser capaces de pasar el
balón con precisión a distintas velocidades, algo esencial
para un buen trabajo en equipo. La mayoría de los mecanismos de disparo que se utilizan actualmente cumplen
sólo uno de estos criterios. La velocidad máxima del balón
es de 9 m/s, y la altura máxima de los disparos supera
los 4 metros. Estos dispositivos de mecánica electrónica
emplean distintas fuentes de energía primarias, incluida
la neumática, la fuerza elástica y los mecanismos electromagnéticos. Deben ser muy compactos para caber en un
espacio pequeño, y su consumo de energía tiene que ser
bajo. Esta aplicación especial también requiere la máxima
resistencia a golpes, impactos y vibraciones, además de la
conformidad con las normas de seguridad pertinentes para
evitar poner en peligro a los espectadores y a los técnicos
que manejan los robots.
harting está evaluando el rendimiento del mecanismo de
disparo de los robots con un sistema de detección de velocidad que se compone fundamentalmente de barreras
luminosas y un ordenador. Se tiene en cuenta el ángulo
de disparo del balón durante la detección de velocidad, y
se utiliza una cámara de alta velocidad para el análisis de
precisión de las secuencias de movimiento.
Se escogió un nuevo cilindro de disparo después del análisis inicial de los datos y el material fotográfico. El nuevo
cilindro aceleró el balón hasta el doble de la velocidad du-
rante las pruebas iniciales. Ahora el equipo está buscando
formas de controlar la altura de los disparos.
Ni siquiera el sistema de inteligencia artificial más sofisticado puede alcanzar todo su potencial sin la solución mecánica adecuada. Esto incluye la capacidad de mover bien
el balón dependiendo de la situación actual en el terreno
de juego (es decir, variando la velocidad de los disparos).
El mecanismo de disparo mejorado tendrá esta capacidad
en el futuro.
El nuevo mecanismo de disparo, junto con la mejora del
software de aprendizaje adaptativo, ha mejorado el rendimiento del robot. Los Brainstormers pondrán a prueba
estas últimas mejoras en el campeonato RoboCup abierto
de Alemania, que tendrá lugar en abril de 2008 en la feria
de Hanover. El equipo espera ser capaz de defender su título en Hanover.
La colaboración entre el grupo de neuroinformática de la
universidad de Osnabrück y el grupo tecnológico harting
ya ha demostrado ser muy beneficiosa para los Brainstormers. Además de ofrecer al grupo tecnológico harting una
divertida introducción al mundo de la inteligencia artificial, el proyecto también tiene un importante potencial de
aprendizaje y desarrollo, y se puede suponer que en un
futuro no muy lejano los robots asumirán un número cada
vez mayor de tareas que ahora realizan los humanos. De
hecho los robots ya están practicando.
Prof. Dr. Martin Riedmiller
Neuroinformatics, Information Engineering and
Cognitive Science Department
University of Osnabrück
Dr. Volker Franke
Managing Director Applied Technologies
HARTING Technology Group
volker.franke@HARTING.com
Wilhelm Finke
Director Measurement and Testing Technology
HARTING Technology Group
wilhelm.finke@HARTING.com
Frank Tegeler
Measurement and Testing Engineer
HARTING Technology Group
frank.tegeler@HARTING.com
19
tec.News 16: Seguridad
20
harting tec.News 16 (2008)
Dietmar Maicz, Walter Gerstl & Britta Rohlfing
Supervisión dinámica de los activos
ferroviarios: máxima precisión a alta velocidad
La supervisión rápida y precisa del estado de los vehículos ferroviarios desempeña un papel fundamental en las
operaciones de infraestructura ferroviaria actuales. Las unidades de supervisión ARGOS® ofrecen datos precisos y
fiables que se utilizan para evaluar las características de funcionamiento de los trenes a velocidades normales. La
solución de cableado robusto de alta calidad de harting reduce el tiempo de instalación y ofrece ventajas sustanciales
de precio y rendimiento.
3
3
21
tec.News 16: Seguridad
1. Supervisión del estado de los activos
ferroviarios
En el mercado europeo liberalizado, todos los operadores
ferroviarios tienen derecho a acceder a las redes de ferrocarriles locales y nacionales (acceso abierto). Los operadores de las redes son responsables del estado de sus activos.
Los operadores de vehículos ferroviarios deben garantizar
que sus vehículos cumplen normas de calidad definidas.
Sin embargo, los propietarios de vehículos ferroviarios y
los operadores de redes tienen intereses opuestos. Los operadores de vehículos desean la máxima ocupación posible
de vehículos con costes mínimos. Sin embargo, el material
rodante de bajo coste no suele presentar unas características de funcionamiento óptimas, y esto tiene efectos negativos en los costes de mantenimiento de la infraestructura.
Los operadores de redes ferroviarias prefieren cobrar tarifas por el uso de la red basándose en el efecto real en sus
activos. Muchos clientes utilizan la misma red ferroviaria,
y los sistemas automatizados simplificarían en buena medida la facturación individualizada.
ÖBB (Ferrocarriles Nacionales Austriacos, Infrastruktur
Bau AG, equipo de investigación y desarrollo), en
colaboración con HBM y otros socios, ha desarrollado
ARGOS®, que ayuda a optimizar la estrategia de
mantenimiento. La recogida de datos con ARGOS® también
ayuda a los operadores a supervisar la seguridad de los
vehículos ferroviarios. harting ha sido seleccionada como
proveedor de sistemas de cableado para este proyecto.
harting tiene muchos años de experiencia en el sector
ferroviario y es capaz de proporcionar una óptima solución
personalizada.
2. Supervisión en la vía
La supervisión en la vía de ARGOS® proporciona un flujo
constante de datos sobre el estado de los vehículos y la
carga sobre la vía. Se evalúa la calidad de todos los vagones
que pasan, incluido el estado de todas las ruedas del tren.
El objetivo de ARGOS® es ofrecer el nivel de precisión que
se necesita para cumplir cualquier requisito. La fiabilidad
de los resultados aumenta el nivel de aceptación por parte
de los operadores y organismos de regulación de vehículos
ferroviarios. En muchos casos, la solución de ingeniería
debe ofrecer una gran precisión para permitir la evaluación de la conformidad con las normas.
22
Fig. 1: caja metálica de harting con Han® Modular Compact
y Sub D harting en una base metálica.
El equipo de supervisión de ARGOS® no obstaculiza el tráfico ferroviario normal en modo alguno. Las secciones de la
vía donde se instala ARGOS se pueden apisonar, rectificar
y reperfilar.
Los vehículos que se supervisan no tienen por qué llevar
equipo adicional, como transpondedores, etc. No obstante,
existe la opción de emplear sistemas de identificación de
vehículos (transpondedores/RFID) o sistemas de reconocimiento óptico del número de los vehículos.
El cableado entre el sensor y el amplificador está expuesto
a duras condiciones climatológicas y al exigente entorno
electromagnético de los ferrocarriles, así que tiene una
gran importancia en el contexto del sistema global.
Se seleccionaron conectores enchufables para reducir
los costes de ciclo de vida en el sistema ARGOS®. En colaboración con su socio de sistemas, harting desarrolló
un sistema de cableado modular normalizado que ofrece
todas las versiones diferentes utilizando sólo unos pocos
componentes básicos. Este sistema rebaja los costes del
sistema, reduce sensiblemente el coste de inventario de
las piezas de recambio y simplifica la planificación y el
mantenimiento del sistema.
La solución personalizada cumple fácilmente los requisitos
de brevedad de tiempos de instalación en la vía. Los ahorros de costes no se limitan a las operaciones en curso: el
trabajo de instalación se realiza principalmente de noche,
y el cableado prefabricado y probado se instala de forma
harting tec.News 16 (2008)
rápida y fácil sin errores. Un sofisticado sistema de marcado reduce considerablemente el esfuerzo de instalación.
El sistema harting incluye cables de alta calidad, prensaestopas atornillados y conectores enchufables (serie de
bases Han Modular Compact, Han® 3 A M con Han® Q 7/0
e ­InduCom con Sub-D). El diseño IP 67 ofrece la mejor protección posible contra golpes, vibraciones, luz solar, polvo,
lluvia, hielos y aceite en un entorno electromagnético exigente. La totalidad del montaje de cables de harting, desde
el sensor hasta el amplificador, se ajusta a las especificaciones definidas por Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH,
la empresa responsable del proyecto de los sensores y del
sistema de adquisición de datos.
3. Niveles 1 – 4 del sistema ARGOS®
Dependiendo de las necesidades del cliente, el sistema
ARGOS® está disponible en cuatro versiones y niveles de
detección (ver Fig. 2 a-d):
Detección de descarrilamiento (nivel 1).
Supervisión de trenes automática (fuerza Q, deformación
de las ruedas) (nivel 2).
Supervisión de trenes automática con sensores antidescarrilamiento (fuerzas Q e Y, características de funcionamiento de vehículos, deformación de las ruedas, ruido,
certificación de vehículos ferroviarios) (nivel 3).
Vía de prueba curvada según EN 14 363 (nivel 4).
l
l
l
l
Nivel 1: detección de descarrilamiento.
En el pasado, se han producido accidentes muy graves en
zonas de alto riesgo (túneles, puentes,
cambios de vías) debido al descarrilamiento de ejes simples que han sido
arrastrados junto a la vía una distancia
considerable. Incluso en casos en los que
esto no causa un accidente, las ruedas descarriladas causan daños en largos tramos de vía. Si el incidente tiene lugar en
una zona con un lecho sólido, los costes
de reparación pueden ser importantes.
Como es imposible que el conductor del
tren se dé cuenta del descarrilamiento, la
única solución viable es instalar un sistema de verificación en las secciones de la
vía donde hay riesgo.
El sistema de nivel 1 ARGOS® detecta el descarrilamiento
de vehículos y pasa la información al sistema de señalización. Este sistema ofrece la inusual ventaja de que puede
supervisar todo el espacio entre los raíles. Como consecuencia, reacciona incluso en situaciones en las que la rueda
va montada sobre los elementos de sujeción que están justo
al lado de los raíles.
Un sistema típico se compone de cuatro sensores montados
en serie que se instalan en traviesas específicas, para que
puedan detectar también los ejes descarrilados que rebotan (lo que puede suceder cuando el tren avanza a gran
velocidad). Las exhaustivas pruebas han demostrado que
el sistema funciona con fiabilidad a velocidades superiores
a los 300 km/h. El sistema tiene una gran facilidad de
mantenimiento, como todos los productos de ARGOS®. Todos los elementos de sujeción de las vías se pueden inspeccionar y mantener sin desmontar los sensores de nivel 1.
El nivel 1 es adecuado para traviesas de madera, cemento
o acero y lechos duros. El sensor de nivel 1 utiliza transductores de fuerza industrial probados que se sujetan a
piezas de chapa metálica con una forma especial. El diseño
mecánico simple y resistente y la interconexión lógica de
todos los sensores prácticamente eliminan la posibilidad
de falsas alarmas. El nivel 1 de ARGOS® es un sistema
seguro y económico que detecta con fiabilidad los ejes descarrilados en las proximidades de zonas de alto riesgo
como túneles, puentes y cambios de vía.
3
Fig. 2a: nivel 1 de ARGOS®: detección de descarrilamiento.
23
tec.News 16: Seguridad
recoge continuamente datos de
las fuerzas dinámicas horizontal
y vertical.
La detección temprana de anomalías en los vehículos en base a
un análisis de la fuerza de las ruedas y los datos de geometría puede
ayudar a evitar descarrilamientos.
De modo similar al nivel 2, las estaciones de verificación del nivel 3
proporcionan resultados estables
Fig. 2b: nivel 2 de ARGOS®: carga y aplanamientos.
al centro de operaciones en un
máximo de 120 segundos (normalmente 30 segundos). Las características de funcionaNivel 2: fuerza Q y defectos de las ruedas
Al medir la fuerza vertical de las ruedas (fuerza cuasi- miento anómalas que se pueden detectar con el sistema se
estática y dinámica), el nivel 2 de ARGOS® es capaz de producen normalmente en vagones de mercancías debido
detectar anomalías y defectos de las ruedas (desviaciones al desequilibrio de la carga o a defectos en las ruedas.
de la geometría de la rueda). Estas fiables unidades sen- Las sacudidas provocadas por las emisiones de ruido de
soras proporcionan un método para detectar muchos más los vehículos causan vibraciones que pueden detectar los
fallos en los vehículos de lo que es posible con las técnicas sensores. Los sensores, el cableado y los conectores alta
calidad se han diseñado para soportar las vibraciones, y
convencionales de supervisión de trenes.
ésta es una característica de calidad importante se todo
Nivel 3: Medición de las fuerzas Y/Q
el sistema.
Además de ofrecer las características del nivel 2, la versión
de nivel 3 detecta las fuerzas horizontales (Y). El sistema Nivel 4: vía de prueba curvada EN 14 363
El uso de puntos de medición
simples ha sido el procedimiento
normal en el pasado, pero esta
fuerzas Y y Q
par de extracción
balanceo
técnica no puede detectar la interacción entre los ejes en vehículos ferroviarios con múltiples
ejes. Esto a su vez puede ofrecer
resultados no reproducibles durante las pruebas de aceptación.
Se requiere la máxima precisión
de medición para obtener pruebas
con validez legal.
fuerzas Y y Q
inestabilidad
fuerzas laterales de la vía
emisiones de ruido
La amplia investigación teórica y
práctica ha llevado al desarrollo de
un sistema para la detección continua de las fuerzas Q e Y con una
precisión sin precedentes. El nivel
4 de ARGOS® refleja una combinación de experiencia práctica en
tecnología de medición y conociFig. 2c: nivel 3 de ARGOS®: características dinámicas.
mientos técnicos de ingeniería
aplanamientos de
rueda excéntricos
24
composición del tren
de carga
dinámica Q
harting tec.News 16 (2008)
progresión de los daños.
Después estos datos se
pueden introducir en el
<2a* min
16,8 m
proceso de planificación y
4,2 m
la posición se puede
mantenimiento. La superseleccionar
4,8 m
visión de las cargas a bor4,2 m
>3 m
do reales y del estado de
los vehículos puede ayuedición 1
m
de
po
m
Ca
dar a reducir los costes de
Cam
sentido de la marcha
med po de
mantenimiento, especialición
2
mente cuando se trata de
trenes de mercancías.
Los niveles 2 y 3 de
Fig. 2d: nivel 4 de ARGOS®: vía de prueba curvada EN 14363.
­A RGOS® proporcionan
datos de conformidad
ferroviaria. Se trata de una solución indispensable para con las normas aplicables, y pueden automatizar en gran
los fabricantes de vehículos ferroviarios y las autoridades medida las comprobaciones de los puntos TSI locales.
La fiabilidad y precisión de los sistemas ARGOS® puede
de certificación.
ayudar a aumentar los niveles de seguridad y a reducir
4. Características destacadas del sistema
el impacto ambiental limitando las emisiones de ruido y
El nivel 1 de ARGOS® es el sistema ideal para la detecci- las vibraciones. Los costes de uso de la red ferroviaria se
ón de ejes descarrilados en las proximidades de zonas de pueden trasladar a los clientes de forma más justa, y tanto
alto riesgo de la red ferroviaria con el fin de minimizar o los operadores de la red como los del material rodante se
limitar los daños debidos a un descarrilamiento. La detec- benefician de los menores costes de mantenimiento.
ción de la fuerza Q utilizando el nivel 2 de ARGOS® puede La solución de sistema de harting ha mejorado el subsisteproporcionar información muy precisa sobre el estado del ma de cableado. El diseño modular normalizado acelera la
vehículo (carga sobre los ejes y errores de carga) en el instalación, reduce los costes del ciclo vital y permite altos
momento que pasa el tren. Al añadir las fuerzas Q e Y al volúmenes de producción de los sistemas ARGOS®.
análisis, el nivel 3 de ARGOS® ofrece funciones adicionales
para evitar accidentes y facilita datos de alta precisión sobre la interacción entre ruedas y raíles un minuto después
de que el tren pase por los sensores. Si se solicita, los niveles 2 y 3 de ARGOS® pueden detectar también defectos
Dietmar Maicz
Project Director Railway
en la geometría de las ruedas y vehículos que emiten altos
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Austria
niveles de ruido o causan vibraciones en el suelo.
dietmar.maicz@HBM.com
Los costes del ciclo vital de los activos de la red ferroviaria
aumentan espectacularmente si los vehículos causan un
desgaste que las vías no están preparadas para soportar.
Walter Gerstl
Market Manager Transportation, Austria
Los aplanamientos en las ruedas pueden aumentar signifiHARTING Technology Group
cativamente los costes de mantenimiento. Lo mismo se puwalter.gerstl@HARTING.com
ede aplicar a las fuerzas estáticas y dinámicas excesivas. El
nuevo sistema verifica constantemente estos parámetros.
Los datos de ARGOS® se pueden utilizar para desarrollar
Britta Rohlfing
Market Manager Transportation
una estrategia óptima de mantenimiento de los vehículos
HARTING Technology Group
ferroviarios. ARGOS® ofrece un medio para detectar defecbritta.rohlfing@HARTING.com
tos en vehículos individuales y hacer un seguimiento de la
>2a+ +2a*
25
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
Michael Seele & Gert Havermann
Innovadores conectores MicroTCA™
Las plataformas de hardware normalizadas AdvancedTCA® y MicroTCA™ son cada vez más populares en aplicaciones
de telecomunicaciones y comunicaciones de datos, y ahora también están llamando la atención para aplicaciones
industriales. harting ofrece dos estrategias de conectividad diferentes que hacen que estos sistemas sean lo bastante
resistentes para soportar entornos industriales.
MicroTCA™ podría convertirse en un estándar establecido
para aplicaciones industriales en el futuro. Entre las ventajas de esta tecnología están la escalabilidad fácil para
el usuario, el diseño mecánico compacto y resistente y el
excelente rendimiento. Ya existen en el mercado varios sistemas que tienen exactamente estas mismas ventajas.
Sin embargo, todavía hay discusión en torno a la conexión
de borde de tarjetas. Los pads dorados del borde de la PCB
se utilizan para conectar los módulos AdvancedMC™ a
la portadora (ATCA®) o backplane (MicroTCA™). Este diseño ha representado durante muchos años la tecnología
26
punta en el entorno de oficina (PCI y AGP). No obstante,
las aplicaciones industriales son más exigentes y requieren una buena estabilidad mecánica para garantizar un
contacto firme cuando hay golpes y vibraciones. Tampoco
debe permitirse que la corrosión causada por los entornos
industriales agresivos degrade el contacto entre los pads
dorados y el conector.
La experiencia de los usuarios ha mostrado que es difícil
mantener en los módulos AdvancedMC™ los estrechos
márgenes de tolerancia mediante la tecnología de fabricación actual. El ancho de la conexión es un problema. Un
harting tec.News 16 (2008)
módulo con el ancho mínimo admisible crea tolerancias de
hasta 0,25 mm, que es el equivalente a un tercio del paso
entre contactos. La norma garantiza que al menos una parte del contacto del conector hace contacto con el pad dorado,
pero el margen de error es insuficiente.
empuja al AdvancedMC™ contra la parte opuesta del
conector. La posición de la pared opuesta se desplaza
0,075 mm hacia el medio, reduciendo la posible desviación entre los ejes simétricos de la PCB y el conector en un
60%.
Por lo tanto, los contactos deben ser más fiables. El grupo tecnológico harting ha unido fuerzas con ept GmbH &
Co. KG para desarrollar un conector AdvancedMC™ que
tenga calidad con:card+. Un pequeño muelle, el llamado
GuideSpring, garantiza un posicionamiento definido para
compensar las variaciones de tolerancia. El GuideSpring
La protección del contacto aumenta su vida útil
Se aplicaron a los contactos otras dos características mejoradas del conector con:card+. Una superficie de contacto
muy lisa evita que los pads dorados se desgasten rápidamente. Las pruebas han mostrado que, en comparación
con el conector AdvancedMC™ convencional, hay pocas
3
27
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
el momento de la entrega. Durante las pruebas de
envejecimiento por temperatura, los bajos valores
iniciales disminuyeron todavía más, lo que suponía
un riesgo en la aplicación práctica.
La tecnología press-fit se utiliza para fijar los conectores con:card+ al backplane. Esto mejora significativamente la resistencia a los golpes y la vibración
en comparación con los conectores de montaje en
superficie existentes en el mercado. Los conectores
producidos con la tecnología press-fit permanecen
estables y proporcionan un buen contacto en entornos industriales de forma continuada. El proceso es
Figura 1: el innovador GuideSpring garantiza el posicionamiento definido
para evitar la pérdida de contacto.
rápido y económico. No se necesita trabajo manual
para atornillar los conectores. Los conectores press-fit tamseñales de desgaste en los conectores con:card+ después de bién cumplen los requisitos de la transferencia de datos a
200 ciclos de conexión. Una vez que se han dañado los pads 12,5 Gbps.
dorados, los entornos industriales agresivos pueden causar
Riesgos en el borde de la PCB
corrosión, lo que reduce la fiabilidad del contacto.
Los conectores AdvancedMC™ para sistemas ATCA® y
Se aplica también un recubrimiento de paladio-níquel para MicroTCA™ con calidad con:card+ son significativamente
proteger el contacto contra el intenso desgaste causado por más robustos. Uno de los retos a los que se enfrentan los
la tarjeta AdvancedMC™. Los bordes de los pads dorados fabricantes de conectores es el hecho de que sólo pueden
pueden ser muy afilados. También el contenido de fibra de controlar un lado de la conexión. La calidad de la pieza de
vidrio del material plástico del borde biselado de la PCB pu- conexión, es decir el borde de la PCB AdvancedMC™, sólo
ede causar daños permanentes a la superficie de contacto se especifica en términos generales. El conector con:card+
durante la conexión. En comparación con una superficie puede resolver la mayor parte de los problemas y reduce
de contacto de oro puro, el paladio-níquel aumenta la resi- en gran medida los riesgos. Sin embargo, es necesaria una
stencia al desgaste en un 30%.
modificación básica en forma de un segundo conector para
eliminar ciertos inconvenientes de la conexión del borde
Tecnología press-fit a prueba de vibraciones
de la PCB.
Para garantizar que un conector resiste a las vibraciones
y permanece estable en entornos industriales exigentes,
el contacto del conector debe ejercer una fuerza perpendicular suficiente. Los
conectores con:card+
se han diseñado para
crear un mínimo de
0,5 N por contacto al
final de su vida útil,
y esto se ha verificado
durante las pruebas de
relajación en el laboratorio. Los conectores de
referencia ya estaban
Figura 2: microsección de pad dorado: el cobre expuesto y
Figura 3: los bordes dorados dañados o con bordes afilados
por debajo de 0,5 N en
el borde erosionado son susceptibles de sufrir corrosión.
causan un mayor desgaste del conector durante la conexión.
28
harting tec.News 16 (2008)
Para afrontar este problema, harting ha desarrollado el
AdvancedMC™ Plug, que sustituye a los pads dorados de
la PCB. En lugar de insertar la PCB directamente en el
conector del backplane, se utiliza un conector de módulos
para fijar la PCB indirectamente al backplane.
La calidad consistente garantiza una larga
vida útil
Este conector se desarrolló inicialmente para el ­MicroTCA™
Carrier Hub, y está disponible en dos versiones (ver cuadro). La primera versión es el AdvancedMC™ Plug que
se puede usar en un módulo AdvancedMC™ estándar. La
principal ventaja es que se conecta un contacto macizo con
el conector del backplane. El PICMG especifica oro duro, pero no existe una definición
definitiva del oro duro. Por lo tanto, existen
diferencias importantes en la resistencia del
oro y en la estructura superficial de los módulos disponibles actualmente. En los pads dorados, que se producen utilizando un proceso
de baño selectivo, puede quedar expuesto el
cobre que hay debajo del acabado de oro/níquel. Los frecuentes ciclos de inserción y los
entornos industriales corrosivos pueden producir fácilmente corrosión. También se puede
producir erosión, lo que en casos extremos
puede hacer que se desprendan fragmentos
de oro durante la inserción.
La lengüeta del Plug tiene el ancho máximo admisible, y
por lo tanto apenas hay holgura cuando se inserta una
tarjeta con Plug en un conector de backplane que no tenga
un GuideSpring.
Para conseguir una buena estabilidad mecánica, se utiliza la técnica “pin-in-hole reflow” para soldar el Plug a la
PCB. Los sistemas “pick and place” pueden insertar el Plug
en la PCB, y se puede soldar en una pasada junto con los
demás componentes. A pesar de la estabilidad y la eficacia
del montaje, el conector se puede sustituir, lo que puede
reducir los costes derivados de los rechazos si una lengüeta
resulta dañada.
Figura 4: módulo AdvancedMC™ Module con conector Plug.
La experiencia del mercado muestra que los
fabricantes de PCB son incapaces de garantizar 200 ciclos
de conexión en los módulos AdvancedMC™. El conector
Plug en combinación con el conector con:card+ de harting
es lo bastante robusto para soportar 200 ciclos de conexión
y tiene gran resistencia al desgaste. También se somete a
menos tensión al conector del backplane, ya que el contacto
se desliza sobre una base aislada lisa moldeada por inyección en lugar de hacer que roce el áspero FR4 de un borde
biselado mecanizado.
El Plug define la interfaz de conexión
Las tolerancias del moldeado por inyección son mucho menores que las que se pueden conseguir en la producción
de la PCB. Las tolerancias de la PCB son de un décimo de
milímetro, mientras que las tolerancias del moldeado por
inyección son de sólo unas pocas centésimas de milímetro.
El diseño especial y el grosor mínimo admisible de la lengüeta reducen la fuerza de conexión, lo cual es otra ventaja. Las características de transmisión de señal pueden ser
incluso mejores en comparación con los pads dorados en
el borde de la PCB, porque las señales ya no tienen que ser
desviadas a lo largo de la superficie de la PCB. La especificación limita el grosor de los módulos AdvancedMC™,
ya que el conector del borde de la PCB sólo es compatible
con una tolerancia de grosor mínima (1,6 mm ± 10%). El
conector Plug elimina la dependencia de esta especificación, porque el Plug define la lengüeta y se pueden utilizar
distintos grosores de tarjeta (siempre que las dimensiones
mecánicas de las guías no causen problemas).
3
29
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
La posibilidad de sustituir el
conector reduce los costes
de rechazo
Además, la implantación de los conectores Plug de harting también
contribuye a mantener bajos los
costes. Aunque un conector adicional cuesta más inicialmente, los
distintos efectos de su uso pueden
compensar este coste añadido en una
segunda fase. El acabado selectivo
incrementa los costes de producción de los pads dorados. Los bajos
límites de tolerancia especificados
también causan un gran número de
rechazos. El borde biselado de la PCB
Figura 5: pila de conectores Plug para el módulo MCH.
es otra zona crítica, porque los pads
de contacto pueden resultar dañaEl MCH (MicroTCA™ Carrier Hub) es el módulo de
dos. Una disposición simple de la placa con taladros es
suficiente para el Plug de harting, y estas placas se pueden
gestión de MicroTCA™. Para proporcionar una alta
producir a bajo coste sin altos niveles de rechazo. El coste
densidad de contacto puede tener hasta cuatro lengüde rechazo puede ser alto si no se detecta un borde de PCB
etas. La especificación del PICMG recomienda el uso
defectuoso hasta que la placa está llena de costosos comde un conector apilable para el módulo MCH con el fin
ponentes. Un Plug de harting instalado en un módulo se
de compensar las tolerancias mecánicas. La solución
puede sustituir, reduciendo los costes de rechazo.
de harting se basa en dos conectores diferentes. El
­AdvancedMC™ Plug se utiliza para la primera lengüeEl conector Plug es compatible con las especificaciones del
ta. Se pueden apilar hasta tres Plugs de MCH con este
PICMG MTCA.0 R1 y AMC.0 R2, y por lo tanto se puede
diseño modular. Los contactos metálicos de la pila de
utilizar en aplicaciones MicroTCA™ y ATCA®. El Plug de
Plugs ofrecen estabilidad mecánica. Hay un adaptador
harting también garantiza que la conexión en los módupara la transferencia de datos a alta velocidad entre las
los AdvancedMC™ alcanza un nivel de calidad definido.
lengüetas tercera y cuarta (estructura conmutada).
con:card+ de harting ofrece a los fabricantes de backplanes
una tecnología de conexión muy fiable, y el Plug garantiza
las mismas ventajas a los fabricantes de módulos, hacienEl grupo tecnológico harting y ept GmbH &
do que MicroTCA™ y ATCA® sean aptos para aplicaciones
Co. KG trabajan juntos desde 2005 para mejorar los
industriales.
conectores AdvancedMC™ existentes y así mejorar la
fiabilidad de contacto. El resultado de este esfuerzo de
Michael Seele
cooperación es una nueva generación de conectores de
Global Product Manager Metric Connectors,
señal AdvancedMC™ introducidos por harting y ept
­Electronics
HARTING Technology Group
y con el sello de calidad de con:card+. Con con:card+
michael.seele@HARTING.com
ambas empresas han garantizado un nivel de calidad
claramente definido, y también ofrecen a los usuarios
Gert Havermann
Signal Integrity Engineer, Electronics
las ventajas de la producción doble.
HARTING Technology Group
gert.havermann@HARTING.com
30
harting tec.News 16 (2008)
tec.News 16: Asociación de sistemas
Ole Christian Ruge
La vanguardia en ultrasonidos
Los sistemas de tratamiento de datos e imágenes son algunas de las herramientas de diagnóstico más útiles
en medicina. GE Healthcare, con sede en Milwaukee, Wisconsin (EE. UU.), es uno de los proveedores más
importantes del mundo. En el segmento de los sistemas clínicos, esta empresa es el mayor proveedor del
mundo de los escáneres de ultrasonidos que se usan en hospitales y clínicas privadas. Desde 2001, harting
ha suministrado backplanes para los escáneres de ultrasonidos de GE Healthcare.
3
(*) ref.: Informe Klein sobre el mercado de ultrasonidos para diagnóstico médico
31
tec.News 16: Asociación de sistemas
Los escáneres de ultrasonidos se han convertido en equipos estándar para aplicaciones de diagnóstico e historial
médico. Los antiguos sistemas monocromos bidimensionales han evolucionado hasta convertirse en soluciones
multicolores en cuatro dimensiones que mejoran significativamente la precisión del diagnóstico. La versatilidad
y las distintas opciones de visualización son un aspecto
de estos dispositivos, pero la fiabilidad y la escalabilidad
del sistema también son aspectos importantes a tener en
cuenta. El diseño y fabricación de equipos médicos en los
Estados Unidos debe cumplir unos requisitos específicos
de control de procesos, como las normas de la FDA (Agencia de Alimentos y Medicamentos). Estas normas se aplican a la documentación de productos y procesos, gestión
de fallos y cambios y calidad sin defectos. Las empresas
que suministran productos a los fabricantes de
equipos médicos deben ajustarse también a
esta normativa.
GE Healthcare desarrolla sistemas de ultrasonidos innovadores para cuatro ramas específicas de la medicina: radiología, obstetricia y
ginecología, cardiología y aplicaciones clínicas en salas
de urgencias y quirófanos. La gama de productos incluye
una familia de sistemas para cada especialidad médica.
Las unidades comerciales tienen centros de conocimientos
prácticos en Estados Unidos, Noruega, Austria, China, Japón, Corea, India e Israel, y trabajan constantemente para
ampliar la gama de productos.
Los actuales sistemas de ultrasonidos de GE Healthcare
utilizan algoritmos de exploración de alta velocidad e imágenes en cuatro dimensiones (el tiempo es la cuarta dimensión). Ahora los sistemas ofrecen mejor ergonomía en comparación con las consolas convencionales originales, y los
usuarios pueden también ajustar los teclados y monitores
en tres posiciones. El continuo desarrollo del software ha
aumentado significativamente la facilidad de uso, y los sistemas de ultrasonidos se están mejorando constantemente
para adaptarse a los últimos avances tecnológicos. Aunque
los sistemas de ultrasonidos portátiles de pequeño tamaño
existen hace años, el mercado de los sistemas de consola
continúa mostrando un enorme crecimiento.
harting es elegida como proveedor de
backplanes
harting Integrated Solutions (HIS) es uno de los principales fabricantes de sistemas de backplane para aplicaciones
32
GE Vingmed Ultrasound VIVID 7
industriales del mundo. Como proveedor de conectores métricos de 2 mm al contratista de GE Healthcare, harting
estableció contacto con GE Vingmed Ultrasound (GEVU)
en 2001 y fue capaz de ofrecer una solución para un problema fundamental que había surgido en la producción
de lo que en aquel momento era un nuevo paquete de productos. GEVU acababa de presentar el escáner VIVID 7.
El fabricante de backplanes estaba teniendo problemas
para introducir a presión los conectores métricos en las
delicadas placas base doradas.
harting tenía una solución para el problema, a saber, la
máquina de ajuste a presión (press-fit) completamente automática CPM 2001. GEVU se mostró impresionada con la
solución y, después de un proceso de licitación internacional, harting fue seleccionada como proveedor de backplanes para el VIVID 7. La producción se inició en la planta
que harting tiene en Northampton, Reino Unido, y harting
AS suministró en Noruega los backplanes al principal proveedor electrónico de GEVU en Noruega, Kitron ASA.
harting tec.News 16 (2008)
Cuestiones de ingeniería
El backplane del VIVID 7 es una placa de circuito impreso multicapa con más de 40 conectores métricos harting
HM. Se insertan placas hijas en los conectores, que están
garantizados para 250 conexiones. GEVU opta por la tecnología press-fit en los backplanes en lugar de la soldadura
porque garantiza una conexión muy fiable. La producción
es también más rápida y barata en comparación con la
soldadura:
El ajuste a presión elimina el choque térmico que se puede producir durante la soldadura
No es necesario limpiar las placas de circuito impreso
acabadas.
Además de la nivelación de la soldadura de aire caliente,
el ajuste a presión de CPM también se puede utilizar en
la mayoría de las placas de circuito impreso.
Los contactos press-fit se pueden extraer fácilmente durante las tareas de reparación.
l
l
l
l
Aprender en la práctica
El backplane del VIVID 7 fue un paso importante que ayudó a harting a convertirse en un proveedor de backplanes
internacional. Desde el punto de vista de la ingeniería,
existía la necesidad de un componente de alta densidad
combinado con una superficie muy lisa. Debido a que los
dispositivos SMD (montados en superficie) también formaban parte de la ecuación, HIS decidió instalar su propia
línea de montaje de SMD. Paul Atkinson, director de operaciones de harting Integrated Solutions, recuerda que el
backplane del VIVID 7 actuó como catalizador para el continuo desarrollo de todas las operaciones de producción de
la empresa. Anticipándose a la introducción de la directiva
RoHS, harting produjo la nueva placa de circuito impreso
VIVID 7 que se presentó en 2003, convirtiéndose en un
éxito desde el principio.
VIVID 7 también fue un proyecto logístico clave en harting,
ya que a este producto inicial le siguieron varios proyectos
de GE Healthcare. La cadena logística se convirtió en global
cuando la empresa empezó a suministrar backplanes para
el VIVID 3 israelí y el escáner radiológico LOGIC 9 en 2002
y 2004. harting ha seguido enviando productos desde el
Reino Unido a Noruega, Israel y los Estados Unidos.
GE Healthcare: requisitos del proveedor
Jan Sollid, director de externalización estratégica en
GE Vingmed Ultrasound, llamó la atención sobre los estrictos requisitos que GE Healthcare impone a los proveedores
de componentes de importancia estratégica. Los proveedores deben estar siempre preparados para reconocer y satisfacer la demanda de forma rápida y eficaz. Un backplane es
un elemento estratégico para GE Healthcare, y constituye
un componente funcional esencial en los sistemas de ultrasonidos. Un retraso en la entrega de este elemento tiene un
efecto negativo de gran alcance en el programa de entregas
de todo el sistema, y ésa es razón suficiente para no dejar
nada al azar.
Para explotar plenamente las sinergias entre las líneas
de productos durante el desarrollo de nuevos sistemas,
un equipo internacional tiene la responsabilidad de la
investigación y el desarrollo de proyectos en GE Healthcare. La calidad del diseño del backplane y del proceso de
producción es un criterio clave en el proceso de selección
de proveedores de todo el mundo en GE Healthcare, que
tiene establecidas operaciones de externalización. Fundamentalmente, lo que la empresa espera de sus proveedores
estratégicos es una excelente calidad de los productos y los
procesos, una entrega puntual y una continua mejora de la
eficiencia (reducción de costes) en el curso de la relación
de suministro. GE Healthcare se esfuerza constantemente
por mejorar su red de proveedores y mantener la presión
sobre la innovación y los costes.
Desde comienzos de 2001, harting ha suministrado backplanes para los sistemas de ultrasonidos de GE Healthcare.
Sin embargo, esto no es motivo para relajarse. Jan Sollid
nos hizo la siguiente advertencia: “Todos los proveedores
de GE deben mejorar constantemente porque la competencia es incesante. Nuestros proveedores tienen que darse
cuenta de que deben ser mejores que sus competidores y
reducir constantemente sus costes de producción”. Como
GE Healthcare desarrolla sistemas de ultrasonidos para
el mercado mundial, los proveedores deben ser capaces
de entregar sus productos a montadores de alto nivel de
todo el mundo.
Ole Christian Ruge
Managing Director Norway
HARTING Technology Group
ole.c.ruge@HARTING.com
33
tec.News 16: Seguridad
34
harting tec.News 16 (2008)
Dalibor Kuchta & Tomas Ledvina
Sistema de cableado de doble carril con
línea Ethernet redundante: los switches
de harting permiten una solución
especial
Los sistemas de cámaras digitales se han convertido en una característica estándar en los trenes de pasajeros. Sin
embargo, las especiales características del entorno ferroviario y las grandes diferencias existentes entre los distintos tipos de trenes hacen que las soluciones pueden variar de forma considerable. La longitud del tren, la calidad
de la transmisión y el hardware de la red son aspectos importantes a considerar. harting proporciona soluciones
especiales resistentes y fiables.
El proveedor de equipo ferroviario checo LOKEL s.r.o., Ostrava-Hrabùvka,
desarrolló el sistema de cámaras digitales para el nuevo tren de cercanías
ED74 de cuatro vagones. Este tren tiene una longitud total de 80 metros. Para
este tren, LOKEL suministra el subsistema eléctrico, que incluye un sistema
de control y un sistema de cámaras que están conectadas mediante el
switch Ethernet sCon 3100-A de harting. Se utilizan ocho cámaras
(dos por vagón) para la vigilancia en línea en el interior del tren.
El sistema graba imágenes de todas las cámaras en vídeo continuo de máxima calidad (1,2 Mbit/s o 12 fotogramas por
segundo durante 24 horas). La experiencia con los sistemas de cámaras en proyectos anteriores reveló la
necesidad de sustituir la tecnología analógica por
sistemas digitales para excluir la posibilidad
de interferencias en la transmisión, especialmente en los trenes eléctricos. Este
planteamiento también simplifica
toda la topología de red. Se escogió Ethernet 10/100Base-TX
conforme con IEEE 802.3
e IEEE 802.3u para la
transmisión de datos porque es la
solución más
extendida
y los componentes se pueden obtener
fácilmente.
La red consta de los siguientes componentes:
– Servidor de vídeo (transmisión de
señal desde una cámara analógica a
un flujo de datos MPEG-4).
– Monitores de ordenador (para visualizar las imágenes de las cámaras).
– Ordenador industrial (para la grabación).
– Switches Ethernet (para enlazar los
diferentes segmentos de la red).
– Módulo GSM (para el acceso a Internet).
LOKEL s.r.o. desarrolló el software de
grabación y el software especial que
3
35
tec.News 16: Seguridad
Switch sCon 3100-A de harting
configurable con redundancia paralela.
Pantalla de vídeo en la cabina del tren.
se utiliza para visualizar las imágenes grabadas de las
cámaras.
Este método sencillo y económico se utiliza para los acoplamientos automáticos. En esta solución, todas las conexiones
son redundantes para aumentar la fiabilidad. La experiencia ha demostrado que esta solución funciona en todo tipo
de condiciones de funcionamiento sin problemas ni fallos
en ninguna parte de la red.
Se utiliza un acoplamiento automático de Dellner para conectar las líneas eléctricas y neumáticas entre los vagones.
Se instalan líneas eléctricas redundantes de principio a
fin, lo que mejora la fiabilidad de Ethernet.
Sin embargo, para conseguir este nivel de fiabilidad fue
necesario resolver el problema del uso de una línea paralela en la red Ethernet 10/100Base TX. En sistemas con
switches Ethernet estándar no gestionados, normalmente no se pueden utilizar dos cables independientes para
crear un enlace paralelo entre dos nodos. Si un solo cable
Ethernet se rompiese delante del acoplamiento y se utilizase un switch hub para crear el enlace, las diferencias de
sincronización de la transmisión o un fallo podrían alterar
la transmisión de señal.
El sCon 3000 de harting redundante ofrece una solución
adecuada. Se pueden configurar dos puertos independientes en este switch configurable no gestionado. Esta funcionalidad se conoce como redundancia paralela. Los puertos
seleccionados para los dos switches se conectan mediante
dos cables. Al utilizar la redundancia paralela, sólo una
de las dos líneas está activa durante el funcionamiento
normal, y la segunda línea actúa como línea de apoyo. Si
se produce un fallo en la línea activa, esa línea se desactiva
automáticamente y la línea de apoyo se activa sin necesidad de que intervenga el usuario.
36
Los trenes ED74 todavía están en producción, y ya se está
desarrollando la siguiente generación. Esta nueva generación ofrecerá funciones y servicios adicionales a través de
la red Ethernet incorporada. Un sistema con cuatro cámaras actuará como espejo retrovisor.
Un fabricante de vehículos ferroviarios polaco lleva produciendo el ED74 desde 2007. Los trenes funcionarán en
la línea Danzig-Varsovia y en la línea Varsovia-Lódz, respectivamente. Está prevista la entrega de 14 vehículos en
2008.
Dalibor Kuchta
Software Development Manager
LOKEL s.r.o., Czech Republic
Kuchta@lokel.cz
Tomas Ledvina
Product Manager Networks & Connectivity,
Czech Republic
HARTING Technology Group
tomas.ledvina@HARTING.com
harting tec.News 16 (2008)
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
Gert Havermann
Integridad de señal en canales
de alta velocidad
A medida que siguen creciendo las velocidades de transmisión de datos, los protocolos de enlace de datos se van actualizando constantemente para soportar este incremento de la velocidad. Los usuarios demandan que los conectores
multigigabit tengan un diseño que resista el paso del tiempo y que sea compatible con la tecnología más avanzada o
aún en desarrollo. Como el conector es sólo una pequeña parte del canal, es imposible definir el rendimiento de la
velocidad de los datos de un conector de forma aislada, por lo que merece la pena centrarse más en el canal.
En los sistemas electrónicos se pueden encontrar una gran
variedad de señales: los datos que van de un DVD a un
disco duro, una señal de salida de cuarzo que acciona el
segundero de un reloj o una conversación telefónica desde
un teléfono móvil hasta otro teléfono en otra parte del mundo. Los conectores electrónicos de alta velocidad manejan
señales que se envían desde un chip transmisor hasta un
chip receptor a través de cobre, fibra óptica u ondas de
radio. La integridad de la señal significa una calidad de la
señal satisfactoria en el receptor. La ruta de transmisión
(canal) debe cumplir ciertos requisitos, como, por ejemplo, baja pérdida por inserción, baja pérdida de retorno
y bajo nivel de interferencias para garantizar una buena
integridad de señal. Los requisitos que se deben cumplir
dependen del protocolo de transmisión de datos y de los
semiconductores que se utilicen.
Actualmente las soluciones basadas en el backplane dominan el mercado de sistemas multigigabit. Las señales se generan en un módulo, se transmiten a través de un conector
al backplane y se transfieren mediante otro conector a un
módulo adyacente que contiene el receptor.
Se puede escoger entre distintos protocolos con diferentes
velocidades de transmisión de datos en estos sistemas:
–PCI Express a 2,5 Gbps, 5 Gbps
–Serial Rapid IO a 6,25 Gbps
–Normas Ethernet:
– IEEE 802.3ap (10GBASE-KX4) a 4 x 3,125 Gbps
– IEEE 802.3ap (10GBASE-KR) a 10 Gbps
físicas del canal (módulos, backplanes, conectores, etc.) no
se definen, por lo que cada sistema debe considerarse de
forma independiente.
Actualmente harting desempeña un papel de liderazgo en
el desarrollo de la especificación PICC en el PICMG (grupo
de fabricación de ordenadores industriales PCI), un grupo
internacional en el que participan más de 40 empresas. La
PICC (Caracterización de canal de interconexión PICMG)
especifica normas y definiciones básicas para el canal de
transmisión. Por ejemplo, define los componentes del canal
para que se puedan desarrollar interfaces uniformes con
fines de simulación y prueba. Esto proporciona la base para
una intercambiabilidad sin precedentes de los modelos de
simulación eléctrica para elementos individuales del canal,
y también permite una comparación más equilibrada de los
resultados de las pruebas.
3
4FOEFS
transmisor
receptor
&NQGjOHFS
PCB
de módulo
.PEVMLBSUF
4UFDLWFSCJOEFS
conector
#BDLQMBOF
backplane
canal
$IBOOFM
Existen diferencias sustanciales en cuanto a los requisitos
mínimos de señal de entrada y salida. Las características
Fig. 1: ruta de transmisión esquemática en un sistema de backplane.
37
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
La influencia de los conectores en las
características del canal
La pérdida de retorno, la pérdida por inserción y las interferencias ejercen la principal influencia en la calidad de
un canal de backplane. La pérdida por inserción depende
en gran medida de la conformidad con los requisitos de impedancia del sistema y de los materiales que se elijan. Las
interferencias se crean debido al acoplamiento inductivo o
capacitivo entre rutas de señal. En los sistemas basados en
backplane el canal se compone básicamente de líneas. Es
bastante fácil diseñar la disposición para garantizar que
la impedancia (geometría de líneas) y las interferencias
(separación de líneas) cumplen los requisitos del sistema.
Las líneas cortas y el material de la PCB con baja pérdida
reducen la pérdida por inserción.
Los conectores del canal dejan poco espacio de maniobra.
La impedancia en un conector no es constante debido a la
complejidad de sus piezas individuales. La impedancia en
las terminaciones (press-fit, de taladro o de montaje en
superficie) depende en gran medida del diseño de la PCB.
Las desviaciones de impedancia causan reflejos de señal
y aumentan las pérdidas de retorno. Las interferencias
dependen del espacio entre las piezas que transportan la
señal. Las densidades de señal más altas tienden a reducir
la separación. La colocación inteligente de los contactos
puede a veces ayudar a reducir las interferencias. La pérdida por inserción es relativamente baja porque los contactos
son cortos.
¿Cuáles son las características distintivas de
un conector de alta velocidad?
Impedancia: La geometría de los contactos debe elegirse
cuidadosamente para mantener el perfil de impedancia lo
más plano posible. Debido a que los sistemas multigigabit
utilizan casi exclusivamente LVDS (señalización diferencial de baja tensión), los contactos deben disponerse de
modo que la impedancia diferencial sea de 100 Ω. La impedancia de los contactos individuales deberá ser de 50 Ω,
si es posible, para garantizar la buena transmisión de las
señales estándar. Sería una ventaja añadida que se pudiera
conseguir una impedancia de 75 Ω (que todavía se da en
muchos sistemas).
Interferencias: si la separación de los contactos es insuficiente, el apantallamiento puede reducir los problemas de
interferencias.
Terminales: con altas densidades de contactos, la principal
causa de discontinuidades de impedancia e interferencias
es el área en la que el conector se conecta a la PCB. La
mejor solución son los pequeños taladros en la PCB. La
capacidad de los taladros se mantiene al mínimo, y se deja
el máximo espacio para las líneas entre los taladros. El
pequeño diámetro de los taladros también aumenta la separación entre ellos, con lo que se reducen las interferencias.
Dejar el espacio suficiente para el enrutamiento a través
del conector es importante para la integridad de la señal,
especialmente en los conectores de backplane, ya que el
espacio es escaso y la mayoría de las líneas se enrutan a
través de la placa de contactos. Si se colocan más líneas en
una capa se reduce el número de capas necesarias, y esto
4FOEFS
a su vez reduce los efectos stub.
Efectos stub del conector
Los efectos stub son reflejos causados por puntos muertos
a lo largo de la ruta de la señal. Estos efectos están presentes en casi todos los conectores y PCB. Se pueden tomar
medidas para contrarrestar estos efectos, pero se plantea
la pregunta de dónde está el límite.
Hay dos áreas en un conector en las que estos efectos son
más pronunciados: en el punto en el que el contacto se
fija en su posición y en la zona de contacto. El montaje del
contacto depende exclusivamente del diseño del
conector, y por lo tanto
es algo en lo que los diseñadores pueden tener
influencia directa. En un
conector muy sencillo, el
contacto podría tener un
poste que se bloquea en
la base aislada. Una señal
que pase a través del contacto se divide al pie del
poste. La parte de la seFig. 2: contacto con poste.
38
harting tec.News 16 (2008)
FS
&NQGjOHFS
ñal que entra en el poste
se refleja completamente
al final. El reflejo, que se
divide de nuevo al pie del
contacto y continúa en la
dirección del transmisor
y el receptor, se superpone a la señal original.
Otro método sería incrustar el contacto en el
molde, lo que elimina en
buena medida la necesidad de un poste.
Los efectos stub en la
zona de contacto están
determinados principalmente por el diseño mecánico del sistema en el
que se instalarán los conectores. En casi todos los
Fig. 3: contacto recubierto por
extrusión, insertado.
sistemas de backplane,
4FOEFS
&NQGjOHFS
los módulos se conectan
al panel frontal después
.PEVMLBSUF
de haber sido insertados.
Por lo tanto, la separación
4UFDLWFSCJOEFS
entre el panel frontal y el
conector en el módulo, así
#BDLQMBOF
como la separación entre
el tope mecánico del panel
$IBOOFM
frontal y el conector en el
Fig. 4: efecto stub del taladro.
backplane, determinan
la profundidad a la que
los contactos se insertan
entre sí. Los conectores
se diseñan siempre para
garantizar un buen contacto, independientemente de las tolerancias del
Fig. 5: orificio con taladrado de
sistema. La profundidad
profundidad controlada (derecha)
de inserción puede vay sin él (izquierda).
riar fácilmente en más de
2 mm, y el contacto de pala se amplía como compensación.
La parte “superflua” del contacto se convierte en un stub
(figura 3), y los reflejos generan cierta interferencia.
Los bordes inclinados del contacto de resorte también producen un efecto stub. El tamaño mínimo del borde inclinado depende de las tolerancias que se puedan conseguir durante la producción de las distintas piezas del conector. La
terminación, que en el caso de los sistemas de backplane
está situada en la PCB, es también una fuente importante
de efectos stub.
Los backplanes multicapa con frecuencia tienen 24 capas
y a veces más de 30. El espesor total de la PCB varía entre
2,4 mm y 5 mm, dependiendo de la aplicación. Las capas
de señal se distribuyen uniformemente en la pila de capas. Sin embargo, esto quiere decir que los stubs pueden
ser sustanciales en algunas de las capas de señal. Pueden
usarse orificios ciegos con conectores de montaje en superficie. El orificio sólo conecta la capa exterior con la capa
de señal en lugar de atravesar toda la placa. Las PCB que
emplean esta tecnología son con frecuencia más caras y
menos fiables.
Se puede utilizar el taladrado de profundidad controlada en
combinación con la tecnología press fit para retirar la parte
innecesaria de los taladros metalizados. Se utiliza una broca de tamaño mayor para taladrar los orificios hasta una
profundidad controlada. El acabado restante sólo llega justo
por debajo de la capa de señal. La sección press-fit del conector debe diseñarse específicamente, porque la zona de
contacto debe quedar completamente dentro del manguito
de cobre en la PCB.
El desarrollo de conectores para aplicaciones multigigabit
es uno de los mayores desafíos en el campo de la ingeniería
de componentes electromecánicos, y harting ha asumido
este desafío. Conseguir una buena integridad de señal exige un buen conocimiento del sistema en el que se instalarán los conectores.
Gert Havermann
Signal Integrity Engineer, Electronics
HARTING Technology Group
gert.havermann@HARTING.com
39
tec.News 16: Asociación de sistemas
Vollrath Dirksen & Uwe Markus
Los sistemas MicroTCA™
son los más completos
en aplicaciones industriales
Los ingenieros que desarrollan las aplicaciones de automatización del futuro se enfrentan a retos muy exigentes:
menor plazo de comercialización, mejor escalabilidad, mayor rendimiento del procesamiento, costes del ciclo vital
del sistema más bajos y mayor posibilidad de reutilización de los componentes del sistema con distintos fines. N.A.T.
GmbH produce las aplicaciones adecuadas, y los conectores Plug AMC y MCH de harting ofrecen precisión mecánica
y alta fiabilidad en estas aplicaciones.
La norma MicroTCA™ se basa en la tecnología de bus de
alta velocidad en serie más avanzada. MicroTCA™ tiene
suficientes reservas de potencia para permitir un nivel
de rendimiento de la CPU más alto y simplifica el servicio remoto y el mantenimiento. Los versátiles sistemas
­MicroTCA™ ofrecen una gran variedad de configuraciones
y una escalabilidad sencilla. El MCH (MicroTCA™ Carrier
Hub) es el centro neurálgico de un sistema MicroTCA™.
N.A.T. ha desarrollado un MCH modular.
puede activar alarmas locales, enviar mensajes externos o
iniciar funciones de Seguridad predefinidas.
El MCH de NAT se puede utilizar como un simple controlador de gestión en el sistema, o puede crear un enlace con el
mundo exterior utilizando Ethernet o un puerto de serie. La
característica de e-keying del MCH de NAT garantiza que
no se pueda insertar ningún módulo que no sea compatible
con el backplane en el sistema, que vaya a suponer una
carga excesiva para la fuente de alimentación o que vaya a
crear una configuración no válida. El MCH de NAT también
Debido a que todas las rutas de gestión, control y datos
se extienden radialmente desde el MCH hasta todas las
ranuras, un MCH completo puede tener hasta cuatro conectores. Los conectores de harting facilitan el apilamiento de
precisión de los módulos MCH. El conector de backplane de
harting tiene un pin de centrado para aumentar al máximo
la utilización de la superficie de contacto. Los pines guía
facilitan la inserción del MCH con cuatro plugs en un bac-
El MCH de NAT también ofrece otras funciones opcionales. En conjunción con el backplane, puede actuar como
columna vertebral para el intercambio interno de datos
en los sistemas MicroTCA™, proporcionando las funciones de switch para Ethernet Gigabit y de 10 gigabits,
Serial Rapid IO (SRIO) y PCIexpress.
3
40
harting tec.News 16 (2008)
Fig. 1: MCH de NAT: diseño modular.
kplane. La precisión de harting permite el funcionamiento
sin fallos del sistema, especialmente en sistemas que requieren la funcionalidad de intercambio en caliente.
Además del MCH, N.A.T. ofrece una gama de tarjetas AMC
de E/S para sistemas MicroTCA™ y ATCA®. Estas tarjetas AMC de bus de campo se utilizan como tarjetas portadoras para módulos IP y módulos COM de Hilscher en
automatización industrial. Las tarjetas WAN AMC, incluidas las tarjetas NAMC-8560-8E1/T1/J1, NAMC-STM-1 y
NAMC-STM-4, son tarjetas WAN AMC para aplicaciones de
telecomunicaciones. Las tarjetas AMC DSP, AMC FPGA y
AMC que contienen DSP y FGPA de alto rendimiento permiten el cálculo, la adquisición de datos y el análisis de alta
velocidad. La tarjeta extensora NAMC-EXT-PS proporciona
accesos a las señales entre un módulo AMC y el backplane
con fines de prueba. La tarjeta extensora pasiva tiene un
plug de harting para la conexión del backplane y un plug
AMC para el módulo AMC que se está probando. Hay dos
puentes de conexión extraíbles para facilitar la medición
del consumo real de corriente en los circuitos de potencia
de gestión y de carga. Las señales del backplane AMC se
pueden medir en los puntos de prueba del SMD. La fuente de alimentación de gestión se puede seleccionar con el
switch. También se puede suministrar potencia al extensor
desde una fuente externa de 12 V en el modo autónomo.
Vollrath Dirksen
Strategic Business Development Manager
Gesellschaft für Netzwerk- und Automatisierungstechnologie mbH (N.A.T.)
vollrath@nateurope.com
Uwe Markus
Sales & Account Manager ECS & EP, Germany
HARTING Technology Group
uwe.markus@HARTING.com
Plug AMC
N.A.T. GmbH se especializa en productos de alta tecnología para aplicaciones
de datos y telecomunicaciones. La gama
de productos se dirige principalmente
a los sistemas integrados, ofreciendo
soluciones que van desde las redes locales (LAN) a las redes de gran amplitud
(WAN). Entre los productos hay una gran
variedad de interfaces LAN y WAN basados en hardware normalizado, como por
ejemplo AdvancedMC™, MicroTCA™,
VME, CompactPCI, PMC, PCI y otros.
Existen extensiones ISDN, SS7, ATM
y TCP/IP para añadir la capacidad de
tiempo real a las plataformas integradas
de N.A.T. N.A.T. ha diseñado el conector
Plug AdvancedMC™ de alta fiabilidad
de harting. Este conector cumple las estrictas especificaciones de tolerancia y
elimina los problemas asociados con las
variaciones de calidad en la producción
de PCB que pueden afectar al rendimiento de los conectores de borde. El Plug
AdvancedMC™ sustituye al conector de
borde de tarjeta, eliminando el riesgo de
desgaste y corrosión. El conector define
la interfaz mecánica, y permite un contacto fiable que no depende de la calidad
de la PCB.
41
tec.News 16: Seguridad
Dr. Andreas Starke
Ethernet a bordo de los trenes
Los sistemas de bus se están instalando en una amplia gama de aplicaciones de control de máquinas y procesos.
También se instalan sistemas basados en una tecnología similar a bordo de los vehículos ferroviarios. Sin embargo,
es evidente que los volúmenes de datos pronto superarán la capacidad de las soluciones existentes. Además, la normalización ayudaría a reducir la diversidad de sistemas utilizados. Parece que Ethernet ofrece la solución adecuada,
pero los vehículos ferroviarios requieren una consideración especial.
42
harting tec.News 16 (2008)
La alta disponibilidad de la red es una cuestión de Seguridad, por lo que la selección de la topología de red es un
factor vital en el diseño. Las diferencias comienzan con la
topología física de la red. En configuraciones sencillas en
estrella o en línea, la agregación de enlaces puede mejorar la disponibilidad. Se pueden instalar múltiples líneas
entre dos switches para crear una única conexión lógica.
Sin embargo, esto sólo ofrece protección contra el fallo de
una línea: un fallo de un switch podría hacer que se cayese
la red.
La topología en anillo permite una red de alta disponibilidad con redundancia “auténtica”. Una ruptura en el anillo
causada por el fallo de un solo componente (línea o switch)
no provoca la caída de la red. El uso de múltiples anillos enlazados —por ejemplo, un anillo por cada par de vagones
ferroviarios— puede aumentar la disponibilidad de la red.
Otras diferencias entre el entorno de oficina y el ferroviario
se pueden asociar fácilmente al modelo OSI. Comenzando
por los componentes físicos (capa 1), hay muchas cosas
diferentes en los sistemas Ethernet diseñados para aplicaciones ferroviarias debido a los diferentes entornos de
funcionamiento.
El cableado entre los vagones ferroviarios requiere especial
atención, ya que se instala en una zona desprotegida. La
colocación de los cables individuales en el interior de tubos de protección es una solución habitual. Los conectores
IP 68 montados en ambos extremos proporcionan la conexión eléctrica entre el cable y los vagones. Para las
conexiones Ethernet se utiliza cable de 100 ohmios de
categoría 5, que cumple las normas ferroviarias de inflamabilidad, junto con conectores de diseño adecuado.
No hay una diferencia esencial entre las redes de oficina
y las industriales en la capa 2 del modelo OSI. La transmisión de datos mediante tramas Ethernet, la priorización
3
43
tec.News 16: Seguridad
comparación entre Ethernet de oficina y Ethernet industrial/ferroviaria.
Característica
Oficina
Industrial
Ferrocarril
Sección del cable
AWG 22...28 (0,34 a 0,08 mm2)
AWG 22…26 (0,34 a 0,08 mm2)
AWG 20…22 (0,5 a 0,34 mm2)
Apantallamiento del cable
No
Sí
Sí
Funda del cable
PVC
PVC
LS0H (Baja producción de humo
<sin halógenos)
Conformidad con los requisitos de
resistencia al fuego; material de
aislamiento sin halógenos ni humos
Conector
RJ45
RJ45
M12
Protección IP
IP 20
IP 30 a IP 67
IP 30 a IP 67
Temperatura ambiente
0...50 °C
- 20...70 °C
- 40...70 °C
Golpes y vibraciones
Ningún requisito
Pruebas de tipo EN 60 068
EN 61 373
Disponibilidad de la red
Media
Alta
Alta
Transmisión de datos en tiempo real
No
Parcial
Parcial
Interferencias EMC
Muy bajas
Altas
Requisitos especiales definidos
en EN 50 155
Vida útil especificada
< 5 años
5...15 años
Hasta 30 años
Potencia de entrada
230 V CA
230 V CA, 24/48 V CC
24, 36, 48, 72 o 110 V CC
de datos (QoS [Calidad del servicio]) y la utilización de etiquetas o identificadores V-LAN para los protocolos de más
alto nivel tienen lugar en esta capa. También se utiliza en
esta capa el protocolo RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)
para eliminar los bucles lógicos en redes redundantes.
Los protocolos conformes con IEEE 802.xx existentes en
las capas más altas del modelo OSI ofrecen opciones suficientes para cumplir la mayoría de los requisitos. Pueden
ser necesarias algunas modificaciones y pasarelas en los
protocolos existentes (por ejemplo, IEC 61 375).
Aplicaciones:
Videovigilancia
Con frecuencia se instalan sistemas de videovigilancia a
bordo de los trenes para mejorar la Seguridad. Se utilizan
sistemas que convierten las señales analógicas (generadas por muchas de las cámaras instaladas actualmente) en
señales digitales para permitir la agregación de canales.
Sin embargo, lo lógico es que en el futuro se instalen cada
vez más cámaras digitales. Estas cámaras se conectarán
44
directamente a la red por medio de switches de uso ferroviario.
Un servidor de vídeo proporciona las funciones básicas
de gestión de datos. Los datos de vídeo se envían directamente a un monitor situado en el interior de la cabina
del conductor. La disposición de la red debe permitir el
funcionamiento en tiempo real cuando se utilizan cámaras
para la vigilancia del andén.
Como las aplicaciones de vídeo necesitan bastante más ancho de banda, es aconsejable que los diseñadores de redes
utilicen el protocolo IGMP (Internet Group Management
Protocol). Cuando se utiliza en conjunción con las funciones del switch adecuadas (rastreo), este protocolo garantiza
que los datos sólo se envían a los nodos que los necesitan.
Este método reduce al mínimo la carga de la red.
Sistemas de información y entretenimiento
para los pasajeros
Deben suministrarse datos a los altavoces, pantallas LED y
monitores de pantalla plana que proporcionan información
a los pasajeros.
harting tec.News 16 (2008)
Tradicionalmente se ha optado por los equipos analógicos
para los anuncios a bordo de los trenes. Se utilizaban sistemas separados para las pantallas LED. En los compartimentos de pasajeros no había monitores de pantalla plana,
ni tampoco monitores integrados en los asientos. Sin embargo, ahora estos sistemas son más populares, y Ethernet
se está convirtiendo en la solución de red elegida. Un método podría ser la instalación de una sola red de banda ancha
para transportar los datos de todas las aplicaciones. Esto
requeriría un sistema sofisticado de protocolos y una topología de red que garantizase la prioridad de los paquetes de
datos y posiblemente también la funcionalidad de tiempo
real. La V-LAN es una posible solución. Otra opción es la
instalación de una red independiente para cada aplicación:
una para los anuncios, otra para mostrar información, otra
para los vídeos de entretenimiento, etc. Sin embargo, este
método no explota las ventajas que tienen el uso de una
sola red física (por ejemplo, las menores necesidades de
cableado).
Red de control de trenes
Las redes de control de trenes deben tener ciertas capacidades de tiempo real. TCN (Train Communication Network),
basado en IEC 61 375, es uno de los sistemas de protocolos
y redes que están escogiendo actualmente los principales
fabricantes. Se instalan dos sistemas de bus con cableado
redundante: el WTB (Wired Train Bus) conecta todos los
vagones del tren, y el MVB (Multifunction Vehicle Bus) enlaza todas las unidades de control, incluidas las unidades
de control de tracción, frenado y puertas de un vagón.
Este sistema de bus tiene casi 20 años de antigüedad, y
ya no es adecuado para satisfacer las futuras necesidades. Con frecuencia el tráfico de datos y de registro de
eventos supera el ancho de banda de TCN. Fast Ethernet,
que tiene una velocidad de 100 Mbit/s, aliviaría este problema. Ethernet también ofrece las ventajas de una gran
base de conocimientos mundial, además de interfaces y
herramientas normalizados. Sin embargo, es necesario desarrollar soluciones que permitan aplicaciones en tiempo
real y funciones específicas de las aplicaciones de control
de trenes que también garanticen la retrocompatibilidad.
Deben tenerse en cuenta los aspectos de Seguridad en cada
paso durante la fase de implantación.
La norma WTB, que define un tiempo de reacción de
100 ms, podría actuar como punto de referencia de la capacidad en tiempo real de una nueva solución. Esto quiere
decir que el uso de una red Ethernet, que utiliza los protocolos de la norma IEEE 802 y tiene la topología adecuada, sería adecuado para un tren. La red debería diseñarse
también para permitir un número suficiente de usuarios
por segmento y hacer un uso correcto de QoS.
Se necesitarán otras aplicaciones y protocolos que ofrezcan
funcionalidad específica del ferrocarril. Como los sistemas
de control de trenes no se pueden cambiar de TCN a Ethernet de la noche a la mañana, las dos redes existirán en
paralelo durante un cierto período. Los sistemas de control
de vehículos ferroviarios tendrán que funcionar con ambas
redes, por lo que será necesario utilizar las clases de datos
de TCN en Ethernet. La configuración automática de la red
al inicio del sistema es otra característica exclusiva de las
redes ferroviarias. Debe tenerse en cuenta la configuración
actual de los trenes (el número, tipo y secuencia de los
vagones) y representarse lógicamente en el sistema. Ésta
es una función normalizada en WTB, pero deberá desarrollarse una aplicación equivalente para Ethernet.
Estado actual y perspectivas
Por el momento, TCN es todavía el principal sistema de
bus tal como se define en IEC 61 375. IEC/TC9 WG43 está
trabajando actualmente para incorporar Ethernet. Los
primeros trenes que utilizan Ethernet están entrando en
funcionamiento actualmente. Las principales aplicaciones
son los sistemas de información para pasajeros, funciones
de control que no están relacionadas con la Seguridad y
videovigilancia. Lo siguiente será el entretenimiento para
los pasajeros y el acceso W-LAN. El cumplimiento de las
normas y procedimientos de certificación llevará tiempo,
y pasarán varios años antes de que Ethernet se pueda emplear exclusivamente como sistema de bus para el control
de trenes.
Dr. Andreas Starke
Market Manager Transportation, Electric
HARTING Technology Group
andreas.starke@HARTING.com
45
t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
Andreas Huhmann
¡Esto es ritmo!
Automation IT inicia su andadura
e
s
os
ó
de
mpresa
la e
Marketing
ca
a
7. Aplicación
ón
ci
n
5. Sesión
Perfiles de comunicación
or
Ap
l
m
6. Presentación
unic acio
es
m a de c
o
i
ri
c
Fa b
Perfiles de automatización
Capa de aplicación
n
c
i
Pr
o
c
Automation IT es la plataforma de comunicaciones universal compatible con todos los procesos de una planta de
fabricación. harting ha hecho propuestas de gran alcance, ha desarrollado normas y ha introducido productos, pero
la empresa incluso ha ido más lejos: ha incorporado Automation IT a su nueva planta de Zhuai, China.
o
Pl ata
f
l
ol
Compatibilidad
necesaria
4. Transporte
3. Red
UDP TCP
IP
Suite
TCP/IP
r
r
Plataforma de comunicación
a
Automation IT
condición
de conformidad
2. Enlace de datos
Ethernet
MAC
1. Física
Ethernet
física
IEEE
802.3
ET
HER
De
s
NET
Modelo de referencia OSI
Fig. 1: diagrama de procesos.
Fig. 2: modelo de capa OSI.
Ethernet es la norma en comunicación dominante en el
mundo de la oficina, y Automation IT se aprovecha del éxito
de Ethernet. La comunicación integrada y normalizada es
la ventaja más importante de esta tecnología. Sin embargo,
la conectividad integrada sólo se aplica a sistemas que ofrecen compatibilidad con IEEE 802.3. Ethernet se desarrolló
originalmente para el entorno de oficina. Por otro lado,
Automation IT se ocupa de cuestiones de automatización
específicas como la determinística y el procesamiento en
tiempo real. Se han definido extensiones compatibles con
IEEE 802.3 en las normas internacionales para algunos
sistemas de automatización, y estos sistemas se pueden
utilizar en la plataforma Automation IT.
proceso de producción. Los usuarios que actualmente dependen de PROFIBUS y de una amplia gama de perfiles
de aplicación ya no tendrían acceso a estos perfiles con
Ethernet estándar. Ethernet es fundamentalmente una
solución de comunicaciones para las capas 1 y 2 de OSI.
Los proyectos de automatización necesitan una solución
de comunicaciones, pero también requieren un conjunto
amplio de perfiles de aplicación. El verdadero capital en
las soluciones de automatización actuales se encuentra en
niveles del modelo más altos que las comunicaciones.
Desde el punto de vista de la automatización, un debate
que se centre únicamente en la comunicación es inútil.
Incluso en la era de Ethernet, ningún perfil tendrá éxito a
menos que pueda aprovechar los conocimientos técnicos de
automatización existentes en el mundo del bus de campo.
Los conocimientos técnicos de automatización han tardado más de 20 años en evolucionar. El mercado continuará
dependiendo de los perfiles que se desarrollaron para dos
3
Automation IT y perfiles de comunicación para
aplicaciones de automatización.
A nivel de campo en automatización, el sector industrial
está buscando soluciones que reflejen las necesidades del
46
harting tec.News 16 (2008)
47
t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
veteranos del bus de campo y que sin duda seguirán siendo
importantes en el mundo de Ethernet. Juntos suman 2/3
del mercado mundial, y mantendrán una cuota de mercado
importante en la era de Ethernet.
1. Ethernet/IP
Ethernet/IP es la mejora de DeviceNet basada en Ethernet,
y el perfil de comunicaciones se basa en mecanismos de
comunicaciones IEEE 802.3 estándar. Ethernet/IP funciona
sobre una plataforma de comunicaciones Ethernet estándar.
La ODVA (Asociación de proveedores de DeviceNet abierto)
ha retirado el debate sobre asistencia a las aplicaciones
CIP (protocolo industrial común) del contexto general de
las comunicaciones y utiliza CIP independientemente de la
plataforma de comunicaciones. Éste es un mensaje claro a
favor de una plataforma de comunicaciones normalizada.
2. PROFINET
PROFINET es una mejora de PROFIBUS. El perfil de comunicaciones PROFINET es compatible con la norma de
Ethernet IEEE 802.3. Las extensiones de tiempo real de
­PROFINET, que añaden un canal de tiempo real para aplicaciones de automatización en la capa 2 además del canal
TCP/IP, no imponen restricciones a la arquitectura abierta
de la plataforma de comunicaciones. Estas extensiones pueden ser realmente necesarias para garantizar la disponibilidad de la red en aplicaciones de automatización. harting
ha incluido explícitamente PROFINET en Automation IT.
Sin embargo, los críticos de los perfiles de comunicación
han señalado que aunque las extensiones garantizan la
compatibilidad con Ethernet IEEE 802.3, no son compatibles entre sí por el momento. Actualmente, debe seleccionarse uno de los perfiles antes de la creación de una
plataforma de comunicaciones.
Sistemas de instalación de Automation IT
Las aplicaciones con un nivel alto de uniformidad, por
ejemplo las estaciones de trabajo, proporcionan la base
para sistemas de instalación universales en el mundo de
la oficina. La infraestructura debe permitir la utilización
flexible del edificio de oficinas durante tanto tiempo como
sea posible. Durante el período de uso, los componentes de
Ethernet y los ordenadores de oficina se sustituirán varias
veces, pero no será necesario realizar la incómoda tarea
de volver a tender los cables. En este contexto, es posible
considerar el cableado una entidad de infraestructura in-
48
dependiente de los componentes de la red Ethernet. Las
normas actuales reflejan esta situación, ya que se aplican
a conectores y cables o a componentes de Ethernet como
los switches.
Este enfoque sería bien acogido en el mundo industrial,
pero no es habitual en el entorno del bus de campo. Se
podría utilizar un enfoque similar en los edificios industriales. El cableado se instala normalmente antes que los
demás sistemas, y se proporcionan salidas para conectar
maquinaria y otros equipos.
Al llegar al nivel de la máquina y el equipo este enfoque
alcanza sus límites. En el mundo de la automatización la
red se centra más en las aplicaciones.
Topologías de las aplicaciones de
automatización
La relación entre el cableado y los componentes de la red
Ethernet se refleja en el gran número de topologías que se
necesitan. En Ethernet totalmente conmutada, las topologías complejas son siempre una cuestión relativa a los componentes de la red, porque sólo las topologías en estrella,
por ejemplo en las máquinas de moldeado por inyección,
permiten la separación de los componentes del cableado y
de la red. El cableado que emplea una topología en línea,
por ejemplo en las cintas transportadoras, sólo es viable
con sistemas como PROFINET que tengan los switches
adecuados.
Cableado de Automation IT
Con Automation IT, los usuarios necesitan una estrategia de cableado adecuada para toda la empresa.
ISO/IEC 11 801 ofrece soluciones de cableado sólidamente establecidas en el entorno de oficina. ISO/IEC 24 702
aborda cuestiones relativas a las modificaciones para entornos industriales específicos y topologías en edificios
industriales.
Para cumplir los requisitos de informática de oficina y
automatización, harting y Leoni Kerpen GmbH han desarrollado un diseño de cableado que cumple plenamente la
norma ISO/IEC 24 702. Esta norma contiene una definición
completa del cableado en un edificio industrial, y es totalmente compatible con ISO/IEC 11 801. El cableado proporciona una solución integrada para todas las aplicaciones
de informática de oficina y de automatización industrial,
y refleja la combinación de los conocimientos técnicos de
Kerpen y harting. Algunos ejemplos de esta sinergia son
harting tec.News 16 (2008)
Topología
Conector
Switch
Edificios industriales
HARTING PushPull
mCon 1000
Han® PushPull
mCon 3000
HARTING PushPull Hybrid
mCon 6000
Sistema
Máquina
Fig. 3: cableado en edificios industriales y dispositivos industriales.
Variokeystone de Leoni Kerpen y la tecnología PushPull
de harting.
Si la red del edificio industrial se extiende hasta el nivel de
la máquina o del sistema de producción, entran en juego
los perfiles de automatización. Las definiciones específicas
del cableado se encuentran en IEC 61 784. Los fabricantes
de automoción alemanes, por ejemplo, han desarrollado
una norma de conectividad común, que se ha incorporado
a IEC 61784-3-4 como norma general de PROFINET. El concepto de conectividad hace uso de la tecnología ­P ushPull
de harting para las comunicaciones y la potencia de
24 V. También en este campo, harting ha trabajado con
sus socios de Automation IT para encontrar distintas soluciones.
Los componentes de red Automation IT
Separar Ethernet industrial de la tecnología informática estándar es arriesgado si se tienen en cuenta aspectos como
la Seguridad, etc. También existe una enorme presión para
innovar en el mundo de la informática de oficina, que es el
caldo de cultivo de la mejora y la innovación tecnológicas.
Automation IT sólo puede beneficiarse de estos avances.
Inicialmente, Fast Ethernet fue claramente la solución elegida para el mercado industrial, pero el mayor ancho de
banda de la tecnología Gigabit se está explotando también
para aplicaciones industriales, ya que ofrece oportunidades de mejoras espectaculares en el rendimiento de los
sistemas de automatización. También deben tenerse en
cuenta el desarrollo y el factor del coste. La nueva tecnología de banda ancha se financia parcialmente gracias a los
enormes volúmenes en el entorno de oficina, y estará dis-
ponible a medio plazo al mismo precio que Fast Ethernet.
Estas nuevas tecnologías también están aportando nuevas
aplicaciones como la voz y el vídeo al entorno industrial.
Automation IT ofrece una plataforma de comunicación
normalizada, y aprovecha la energía innovadora de la tecnología Ethernet estándar. La tecnología más avanzada
de Ethernet siempre será el criterio en función del que se
mida el rendimiento de los componentes de red.
La gestión de redes es una cuestión clave en una estrategia
de plataforma. Sin embargo, existen potentes herramientas
que sólo funcionan con componentes de red inteligentes.
harting ha añadido componentes de red Ethernet diseñados para el uso a nivel de bus de campo industrial. harting
está comercializando estos componentes en colaboración
con Nexans Deutschland Industries GmbH & Co. KG. Estos
switches ofrecen el rendimiento y la compatibilidad necesarios para conseguir una gestión de redes integrada. El
diseño de estos switches se ajusta a las normas industriales sin poner en peligro el alto rendimiento, lo que los convierte en el complemento ideal para el cableado conforme
con ISO/IEC 24 702.
En contraste con el mundo del bus de campo, la gestión de
redes es una característica estándar del entorno de oficina, por lo que no hay duda de que la gestión se convertirá
en una característica de los sistemas de automatización.
Los componentes de red Ethernet industrial ofrecerán la
misma funcionalidad de gestión que se puede encontrar
actualmente en los sistemas de oficina. Los switches mCon
3000 y 6000 de harting ya cuentan con las capacidades de
protocolo de gestión de red simple (SNMP) que se necesitan
para permitir la gestión central. Esta serie también ofrece
características compatibles con las extensiones necesarias
para perfiles de automatización como el rastreo IGMP para
Ethernet/IP, o la integración de E/S PROFINET.
La solución de harting tiene en cuenta los aspectos especiales de la infraestructura de construcción, los sistemas
de producción y la maquinaria. En colaboración con sus
socios de Automation IT, harting ofrece soluciones armonizadas que sirven de apoyo a la plataforma de comunicaciones Automation IT hasta el nivel de campo.
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing, ICPN
HARTING Technology Group
andreas.huhmann@HARTING.com
49
t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
Wolfgang Klinker & Anne Bentfeld
La doma de dos leones danzantes
El grupo tecnológico harting ha abierto una nueva planta de fabricación en Zhuhai (China). La capacidad productiva
adicional mejorará la capacidad de la empresa para abastecer el mercado asiático. Un centro de logística avanzada
ayudará a harting a mejorar su posición en el mercado asiático; además, harting va a emplear un nuevo sistema
vanguardista de automatización, comunicación y control.
50
harting tec.News 16 (2008)
Alrededor de 400 invitados acudieron a la ceremonia de
inauguración oficial en la nueva planta de Zhuhai el 19 de
octubre de 2007. La familia Harting asistió a la ceremonia
junto a altos funcionarios de la ciudad de Zhuhai y el delegado del embajador de Alemania en China, altos cargos de
la universidad local y varios socios comerciales. También
estaban presentes para expresar sus felicitaciones funcionarios del gobierno chino e invitados de Alemania, incluido
el consejo de administración del grupo tecnológico y el
alcalde de Espelkamp, Heinrich Vieker, junto a empleados
de Espelkamp, de Inglaterra, de otros países asiáticos y de
la filial local. La vicepresidenta primera Margrit Harting
pronunció el discurso de inauguración. Para continuar
con la tradición china, debía también “domar dos leones
danzantes”. En su discurso, Philip F. W. Harting destacó
el compromiso que las empresas gestionadas por sus propietarios aportan a los nuevos mercados. Philip Harting
es hijo de Margrit y Dietmar Harting, y ha dirigido las
operaciones comerciales de harting en Asia desde su base
de Hong Kong los últimos dos años, en calidad de director
gerente para Asia. En contraste con las empresas que cotizan en bolsa, de las que se espera que obtengan resultados
a corto plazo, las empresas familiares pueden plantearse
objetivos a medio y largo plazo.
Objetivo: el liderazgo del mercado
Los objetivos de harting en Asia son sin duda ambiciosos.
A pesar de la intensa competencia, la empresa desea convertirse en líder en el mercado de los conectores de Asia.
La planta de fabricación de Zhuhai es un paso importante
en esa dirección.
En su discurso, Werner H. Lauk, agregado económico de
la embajada alemana en China, alabó la preocupación de
la familia Harting por sus responsabilidades sociales y su
elección ejemplar de un emplazamiento en China. Zhuhai
es una ciudad grande en rápido crecimiento (más de un
millón de habitantes), situada en la provincia de Guandong.
Está a una hora en ferry de Hong Kong, no lejos del antiguo
enclave colonial portugués de Macao.
La planta, diseñada por un arquitecto chino, está situada
en la zona industrial y tecnológica de la ciudad. harting
invirtió alrededor de 12 millones de euros para construir
unas instalaciones de producción y logística con una superficie de 20.000 m2. Actualmente harting Zhuhai cuenta
con 250 empleados, después de doblar su personal. ­Dietmar
Harting, presidente y socio del grupo harting, señaló que
el grupo conoce muy bien lo que se necesita para tener
éxito en Asia. La empresa mantiene operaciones de fabricación en Zhuhai desde 1998. “La inversión en la primera
fase de expansión es la respuesta de la empresa a la creciente demanda en la zona económica de Asia Pacífico. China es un mercado muy sofisticado. Basándonos en nuestra
experiencia en la región asiática, pretendemos mantener
una estrecha proximidad con nuestros clientes. Es necesario mantener un diálogo directo y continuo para llegar
a conocer las necesidades y preferencias específicas del
país”, explicó Dietmar Harting. La familia Harting cortó la
cinta roja con varios de los invitados; juntos inauguraron
la nueva planta del grupo harting en China. Se utilizó una
brújula geomántica para establecer la hora exacta de corte
de la cinta a las 11:38 A.M. Sin embargo, no había tiempo
que perder en la ceremonia, ya que la producción ya había
comenzado antes de la inauguración oficial.
Emulación del modelo alemán
harting ya se ha dado a conocer en el floreciente mercado
industrial chino suministrando productos para los sectores
de telecomunicaciones, transporte, ingeniería mecánica y
energía. harting da una importancia especial a la calidad
y a las sinergias entre sus distintas plantas de producción.
La empresa fabrica herramientas y máquinas de producción en su sede central de Alemania. El equipo de gestión
de la planta es también alemán.
La inauguración de la nueva planta de Zhuhai refleja el
compromiso de harting con el desarrollo estratégico de la
región asiática. Las operaciones comerciales de la empresa
en China y en el resto del mundo se basan en el estricto
cumplimiento de las directrices internas de protección
medioambiental y Seguridad laboral.
Dietmar Harting ve otra ventaja estratégica en las instalaciones de producción de China. Al producir en este país,
la empresa tiene la oportunidad de fabricar productos de
alta calidad a un coste que puede competir con las posibles imitaciones de la competencia, con lo que se elimina
la ventaja de las copias en términos de costes ya desde la
misma fase de producción.
3
51
t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
Fig. 1: instalaciones de harting en Zhuhai.
Automation IT: la plataforma de
comunicaciones integral
La infraestructura técnica y organizativa de la planta china es de vanguardia. Se ha instalado cableado de Ethernet
integrado en toda la planta, que la enlaza con la red informática mundial de harting.
Hasta este momento, las ventajas de la plataforma integrada Automation IT de harting se habían mostrado principalmente en ferias comerciales. Los encargados de la
planificación estratégica en Espelkamp decidieron su aplicación completa en la planta de Zhuhai en el sur de China.
Se instalaron cables Ethernet con paneles de conexiones,
switches, routers y outlets en toda la planta a todos los
niveles de la jerarquía para optimizar las comunicaciones
y el proceso de producción.
Los flujos de negocio del grupo tecnológico se basan por
completo en la informática. Claus Hilger, director general
de TI del grupo, explicó que todas las empresas de harting
están enlazadas con la central informática de Espelkamp,
que funciona con SAP. Todas las aplicaciones de ERP y los
desplazamientos de materiales dentro del grupo se supervisan y controlan desde esta ubicación central.
Mientras que en otras partes los sistemas informáticos han
ido evolucionando con el tiempo, en la planta de Zhuhai
había una oportunidad de empezar desde cero con la colaboración de Cisco. Claus Hilger y Ralph Xia, director de
52
TI en la planta de Zhuhai, explicó que la LAN de la planta se basa en un enlance vertebral GBit y conexiones de
100 Mbit con las estaciones de trabajo de oficina y las
máquinas de producción utilizando cableado cat. 6. Se
han instalado alrededor de 15.000 m de cableado cat. 6
estándar en la planta, y otros 1.200 m de cableado Ethernet
cat. 6 de harting hasta el equipo de producción del taller. Se han instalado un total de 296 outlets de red en la
planta.
También se están utilizando 300 cables de conexión de
harting que tienen 2 m de longitud. Los switches (Catalyst
2960 24/48, Catalyst 3560) y los routers de Cisco (2621 XM)
se emplean al nivel más alto de la red para aplicaciones
VPN y WAN, y se usan switches gestionados mCon 7100
IP 67 de harting en la red de la planta.
Tras consultarlo con el departamento de TI corporativo,
Ralph Xia y su equipo pusieron en marcha la red y las
aplicaciones informáticas, incluida una solución integrada
para VoIP de Cisco. El ancho de banda disponible es suficiente para utilizar el servicio de videoconferencia según
lo previsto. “Nuestro próximo proyecto informático importante será la migración de las comunicaciones telefónicas
dentro del grupo harting a la telefonía por Internet (VoIP)”,
anunció Claus Hilger.
La monitorización de máquinas es una aplicación esencial, y ya está en funcionamiento. “Nuestros colegas de
harting tec.News 16 (2008)
¿Qué es Automation IT?
Automation IT es una plataforma de comunicaciones universal para todos los procesos de una empresa de fabricación.
Para utilizar Automation IT, los usuarios deben contar con
una estrategia de instalación conveniente para toda la empresa. La norma ISO/IEC 11801 define soluciones de cableado sólidamente establecidas en el entorno informático.
Sin embargo, todavía hay mucho que hacer para facilitar
las aplicaciones de automatización. Automation IT ofrece
una estrategia de instalación integrada para edificios, sistemas y máquinas industriales.
Fig. 2: aplicación de harting en las instalaciones de Zhuhai: fuente de
alimentación pCon 7095-24A y switch de 10 puertos mCon 7100-A.
Northampton disponen de un enlace por VPN con las máquinas de recogida y colocación SMD de Zhuhai, lo que
les permite monitorizar y configurar a distancia las máquinas”, explicó Claus Hilger. A pesar de que las distancias son extremadamente largas, el sistema informático
cumple todos los requisitos de Seguridad de una empresa
global. Hilger continuó diciendo que “por supuesto, nuestra
estrategia de Seguridad se basa en una política de Seguridad definida de forma centralizada que tiene en cuenta
las conexiones externas, los dispositivos terminales y las
técnicas de comunicación. harting utiliza cortafuegos,
administración centralizada de los permisos de acceso,
cortafuegos de cliente, codificación de escritorio en todos
los ordenadores portátiles y muchos otros mecanismos de
Seguridad”.
Wolfgang Klinker
Journalist
Anne Bentfeld
General Manager
Communication and Public Relations
HARTING Technology Group
anne.bentfeld@HARTING.com
¿Qué significa eso para harting?
La gama de productos de harting ofrece la mejor solución
para satisfacer las necesidades de aplicación del usuario
en entornos industriales.
–Conectores, cables de sistema y outlets industriales que
se pueden montar en el campo (RJ45/M12).
–Potencia para armarios de control e instalación distribuida (tipos de protección alta disponibles).
–Familias de productos eCon 2000 y eCon 3000
Switches Ethernet optimizados (plug & play) para espacios reducidos en armarios de control y cajas de terminales.
–Familias de productos eCon 3000 y mCon 3000
Switches Ethernet con puertos de fibra óptica para complementar redes de sistema que cubren un área amplia
o para entornos críticos en términos de EMC.
–Familia de productos sCon 3000
Switches Ethernet que ofrecen soluciones de redundancia optimizadas para la aplicación (en paralelo y en anillo).
–Familias de productos mCon 1000 y mCon 3000
Switches Ethernet gestionados con funciones de Seguridad para conectar los sistemas de producción a la red
Ethernet de la empresa.
–Familias de productos eCon 4000, mCon 4000,
eCon 7000 y mCon 7000
Switches Ethernet gestionados y no gestionados con tipo
de protección alto para la puesta en marcha de arquitecturas de sistemas y máquinas distribuidas.
–Familias de productos eCon 9000 y mCon 9000
Switches Ethernet gestionados y no gestionados con y sin
interfaz de backplane y formato de 19“ para armarios de
control.
53
tec.News 16: Asociación de sistemas
Fritz Aldag
Las asociaciones sólidas
tienen una ventaja
competitiva en la
economía globalizada
harting ha llegado a un acuerdo de colaboración con Siemens para el
suministro de sistemas de propulsión y automatización distribuidos;
los aeropuertos de Dubai, Seúl y Pekín son los primeros grandes proyectos de colaboración.
harting es un fabricante de conectores líder, y desde la introducción
de las tecnologías de bus la empresa ha mantenido una estrecha relación comercial con Siemens. Esta relación de colaboración se centra
principalmente en los conectores de distribución de potencia y datos
para dispositivos distribuidos como los módulos de control de detección, arrancadores de motor, convertidores de frecuencia, unidades de
engranajes y motores.
Para estas aplicaciones se desarrollaron o modificaron las
series Han-Compact®, Han-Brid® y Han®-EMC. harting y la
unidad de negocio de Siemens responsable de la tecnología
de circuitos de baja tensión desarrollaron conjuntamente
el sistema de bus de potencia Han-Power®, suministrado
por harting. Siemens suministra los dispositivos Simatic
ET 200 X, ECOFAST, Simatic ET 200pro y Sinamics G120D,
que se utilizan para el control distribuido de motores y
unidades de engranajes.
Un proyecto importante
en el aeropuerto de Dubai
Después de una serie de proyectos más pequeños, Siemens
obtuvo su primer gran contrato para sistemas de propulsión distribuidos en diciembre de 2003. Siemens suministrará un sistema de cinta transportadora de equipajes
con propulsores descentralizados para la Terminal III del
aeropuerto internacional de Dubai.
Los propulsores distribuidos (motores con arrancadores
y convertidores de frecuencia) se utilizan principalmente
54
en los sistemas de transporte de equipajes, y se instalan
desde la zona de facturación hasta la zona de recogida de
equipajes. En total se han instalado 13.000 dispositivos en
Dubai. Un requisito especial de Dubai era que todos estos
dispositivos debían ser suministrados en versiones con
conectores enchufables para reducir al mínimo el tiempo
necesario para cambiar los dispositivos cuando se produce
un fallo.
En los aeropuertos más avanzados se utilizan sistemas
totalmente automatizados para aplicaciones como el almacenamiento temporal de equipajes en tránsito. En el aeropuerto de Dubai se están instalando sistemas de transporte
con una longitud total de 90 km. Con el tiempo estos sistemas serán capaces de procesar 15.000 bultos de equipaje
por hora de los 70 millones de pasajeros que pasarán por el
aeropuerto cada año. En este aeropuerto se diseñará un sistema logístico que permitirá atender a 8.000 pasajeros por
hora. Con la introducción de aviones de gran tamaño como
los A 380 y la mayor integración en la economía global, se
prevé que el número de pasajeros crezca en todo el mundo,
harting tec.News 16 (2008)
y todos los aeropuertos importantes se están preparando
para hacer frente a este mayor volumen.
Han-Power® S y Han® Q4/2 de harting se utilizan en el
sistema de distribución de potencia de 400 V. Han® Q8, en
el motor, y Han® 10 E proporcionan conectores enchufables a los propulsores. Los cables prefabricados especiales
deben ser sin halógenos, resistentes al aceite e ignífugos
de conformidad con las normas británicas (IEC 60 332-1,
60 754-2 y 61 034). También son necesarios tubos protectores sin halógenos para todos los cables que se instalen
fuera de los conductos metálicos de cable para evitar que
el cableado eléctrico sufra daños mecánicos.
Se escogió Han-Brid® Profibus como solución de conectores para el bus de datos. harting suministra cableado de
sistema con longitudes de entre 0,5 m y 100 m. harting ha
suministrado más de 150 km de cableado Profibus híbrido
desde diciembre de 2007.
Todos los cables han sido sometidos a pruebas después de
su fabricación, y se les aplica un número de serie para facilitar la identificación del lote y el acceso a los resultados
de las pruebas por si se presentan problemas posteriormente.
Otros grandes proyectos previstos
en Seúl y Pekín
Siemens obtuvo otro gran contrato para el suministro de
equipos eléctricos y sistemas de transporte de equipajes
al aeropuerto Incheon de Seúl (Corea del Sur), y al nuevo
aeropuerto internacional de Pekín capital, BCIA, que estará
acabado a tiempo para los Juegos Olímpicos de 2008.
lizar el bus ASI (interfaz sensor-accionador) como solución
de sistema. Siemens desarrolló los arrancadores de motor
especiales para el proyecto en sus instalaciones de Leipzig
para controles y distribución de baja tensión.
Desde diciembre de 2007, se han suministrado más de
7.500 m de cableado de sistema y Han-Power® S para el
proyecto de Pekín. Se han instalado casi 400 mostradores
de facturación. Un túnel de 2,1 km formará parte del sistema de transporte de equipajes. Este sistema desplazará el
equipaje por el aeropuerto a alta velocidad. A pesar de las
distancias considerables que hay en los aeropuertos grandes, los pasajeros que lleguen en grandes aviones (Airbus
A380, con entre 660 y 700 pasajeros) podrán recoger su
equipaje en la zona de recogida sin retrasos.
En julio de 2007 se estableció un nuevo marco contractual
para la intensiva colaboración entre Siemens y harting,
que está resultando todo un éxito. En virtud de los términos de la colaboración en soluciones de automatización
con Siemens, harting suministrará cables de sistema y
conectores para los sistemas de propulsión distribuidos
Simatic ET 200X, ECOFAST, Simatic ET 200pro, Sivacon
MCU y Sinamics G120D.
Información adicional:
Utilice el asistente de búsqueda de soluciones Solution
Partner Finder (Distributed Field System) en el sitio web
de Siemens para acceder a más información sobre estos
productos en formato pdf. Las dos empresas elaboraron la
documentación para estos productos complementarios de
forma conjunta, y se puede encontrar en formato pdf en el
sitio web de harting.
www.harting.com/solution-partner
Los propulsores de estos proyectos también incorporarán
conexiones enchufables. En Incheon se instalará el sistema
distribuido ECOFAST, que utiliza la variante híbrida de
Profibus. El uso de la fibra especial HCS (sílice con revestimiento plástico) garantiza la fiabilidad y la Seguridad de
la transmisión de datos para el sistema de transporte de
pasajeros y equipajes a distancias superiores a 200 m.
El trabajo de desarrollo del proyecto BCIA (aeropuerto de
Pekín) se llevó a cabo de forma prácticamente simultánea.
Una vez más, los ingenieros escogieron los conectores enchufables, pero esta vez el cliente y Siemens decidieron uti-
Fritz Aldag
Project Manager
HARTING Technology Group
fritz.aldag@HARTING.com
55
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
Jörg Hehlgans & Gerhard Bentzien
Transporte a altas
temperaturas
Los transpondedores RFID de harting ayudan a los usuarios a seguir la pista
de los envíos, y también garantizan que el proceso se mantenga sin interrupción incluso en condiciones extremas.
56
harting tec.News 16 (2008)
Actualmente la identificación y el seguimiento correctos
de los artículos son un aspecto esencial de la logística y
la gestión de producción. Sin embargo, la tecnología que
resulta tan útil para los servicios de paquetería no era adecuada para los vagones de mercancías ferroviarios y sus
contenidos. Las necesidades son demasiado complejas y las
condiciones demasiado extremas. Los módulos electrónicos
disponibles no podían garantizar un seguimiento fiable en
condiciones extremas.
Para afrontar este problema, harting ha desarrollado los
transpondedores RFID UHF (Identificación por RadioFrecuencia), que son lo bastante resistentes como para garantizar un servicio fiable en estas exigentes condiciones. Los
trenes en tránsito se pueden identificar y localizar correctamente con los transpondedores RFID HARfid LT 86 (HT),
lo que permite a todos los implicados hacer un seguimiento
de los vagones de mercancías y de su contenido. Esto puede
3
57
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
Fig. 1: La RFID ayuda a gestionar las operaciones logísticas ferroviarias. Identificación de un vagón de escoria en una planta de cobre que se
desplaza entre el horno y la estación de pesaje.
suponer una ventaja crucial en el mercado, tan competitivo,
de la logística ferroviaria de mercancías.
Identificación incluso a altas velocidades
Ahora que el protocolo EPC Gen2 se ha convertido en un
estándar establecido en el mundo de la RFID y distintos
fabricantes ofrecen transpondedores de largo alcance para
montar sobre superficies metálicas, las empresas de logística y los integradores de sistemas de todo el mundo están
prestando más atención a las aplicaciones de transporte
ferroviario de mercancías. La velocidad de los datos entre
los transpondedores y las unidades de lectura/escritura
es tan alta en EPC Gen2 que se pueden leer los números
de identificación de los trenes que pasan a velocidades de
entre 80 y 100 km/h (50 – 60 mph). Dependiendo del volumen de los datos, las operaciones de escritura tardan más
tiempo, pero eso ni siquiera es un problema si se dispone
de tiempo suficiente en las terminales o áreas de carga.
Pero volviendo a la identificación en movimiento, se pueden colocar unidades de lectura/escritura robustas y resistentes a los elementos en postes que ya están instalados a
lo largo de las vías. Se pueden leer y escribir datos en los
transpondedores situados en el equipo rodante desde una
distancia de 2 metros. Para reducir los costes de instalación
en la vía férrea, deberán montarse dos transpondedores en
cada vagón de mercancías, de modo que sólo sea necesario
un lector para adquirir información de los trenes que viajan en ambas direcciones. Para hacer un seguimiento de
los envíos, es suficiente con situar los lectores en lugares
estratégicos como estaciones o empalmes y enlazarlos en
red utilizando Ethernet industrial.
Temperaturas durante el
proceso
El transpondedor se somete a pruebas en
condiciones duras
Los primeros sistemas de seguimiento de mercancías ferroviarias que incorporaron transpondedores RFID ya están
en funcionamiento. Y el grupo tecnológico harting ha asumido un reto importante: transpondedores
de alta temperatura para un horno de funVagón de
Situación de montaje Tiempo
dición de cobre. El integrador de sistemas
mercancías del transpondedor
Carga de escoria
1.000 °C
120 °C
10 minutos
Refrigeración durante el
transporte
900 °C
80 °C
30 minutos
Refrigeración durante el
viaje de vuelta
aprox. 300 °C 50 °C
60 minutos
Transporte
Ciclos por día: Aprox. 12
Lectura de números de
identificación
Debido a las especificaciones del proyecto, a una
velocidad aproximada de 20 km/h (12 mph)
Temperaturas exteriores
de -5 °C a +40 °C
58
Fig. 2: El transpondedor HARfid montado en un
vagón de mercancías está casi completamente
cubierto de polvo pero sigue suministrando datos.
harting tec.News 16 (2008)
Fig. 3: Prueba de resistencia a 1.000 °C: el HARfid está muy cerca de
la salida de escoria en el alto horno de cobre.
Fig. 4: HARfid LT 86 (HT): el transpondedor para aplicaciones a altas
temperaturas.
Marie-Bentz monta estos transpondedores en vagones de
mercancías que transportan escoria de fundición caliente (Figura 1). Los transpondedores leen los números de
identificación que se generan en una operación de pesaje
automático. Estos números proporcionan información sobre
la concentración residual de cobre en la escoria. Basándose
en esta información, el operador de planta ha sido capaz de
mejorar significativamente la tasa de recuperación de cobre. El sistema de seguimiento también ayuda a mejorar el
uso de los vagones de mercancías y garantiza que siempre
esté disponible la capacidad suficiente. La aplicación de la
tecnología RFID se adapta a las necesidades de los clientes.
La capacidad de escritura de los transpondedores se usa
cuando es necesario.
Gerhard Bentzien
Technical Manager
Marie-Bentz, Burgas
Jörg Hehlgans
Director Marketing & Sales, Mitronics
HARTING Technology Group
joerg.hehlgans@HARTING.com
Sistema de pesaje dinámico de los vagones de
mercancías con adquisición automática de
datos en condiciones extremas.
En un terreno en el que otros están poco dispuestos
a involucrarse, los transpondedores RFID de harting
ofrecen discretamente un servicio fiable. Las condiciones son muy duras durante la salida de escoria
en el alto horno de cobre en Bulgaria (Figura 3). Los
transpondedores UHF HARfid LT 86 (HT) pasivos funcionan ininterrumpidamente y sin fallos incluso en
este entorno extremadamente exigente y polvoriento
(Figura 2), soportando altas temperaturas cerca de
la escoria caliente. Una carcasa resistente y sellada
herméticamente y el uso de plásticos con un punto de
fusión extremadamente alto garantizan que los transpondedores soporten estas duras condiciones sin fallos
(Figura 4), día a día, de forma constante.
Reto: el objetivo del proyecto era poner en marcha
un sistema automático de pesaje e identificación de
vagones de mercancías que incluyese el seguimiento
de los productos.
Puesta en marcha: junio de 2007; la fase de prueba
continuó hasta agosto de 2007.
Software: Marie-Bentz, Winscale®.
Aplicación: pesaje, estadísticas de productos, identificación, tiempo de tránsito de vagones de mercancías.
Vagones de mercancías: capacidad de carga bruta
de 120 t, con depósito metálico recubierto con mampostería.
Producto: Desperdicios (escoria) de altos hornos (alto
horno).
Consideraciones especiales: se producen derrames
durante la carga y, por lo tanto, el lugar de montaje
debe protegerse por arriba y por los lados. Los transpondedores también se recubrieron con amianto para
protegerlos de las salpicaduras incontroladas de la escoria durante la descarga. La distancia horizontal entre los transpondedores y los lectores es de 5 metros,
y la distancia mínima entre 2 transpondedores es de
1 metro para garantizar que los vagones puedan ser
identificados correctamente. Los transpondedores que
se han montado en las locomotoras y en los vagones
de escoria han seguido funcionando sin fallos desde
que entraron en funcionamiento.
59
tec.News 16: Entretenimiento
Byoung-Jeen Jone, HeeSam Choi & Holger R. Dörre
La revolución del transporte en el metro asiático
Corea del Sur se ha embarcado en una reforma radical de su sistema de transporte metropolitano. El tren ligero
Light Rail Train (LRT) sin conductor es actualmente uno de los proyectos más importantes en la “tierra de la calma
matutina”. El fabricante del LRT es Woojin Industrial Systems, y se pretende que sustituya a los autobuses. harting
ha participado en este proyecto como socio principal de Woojin durante muchos años.
Hay una buena razón por la cual el gobierno coreano está
centrando su atención en el sistema de transportes y los
ferrocarriles. Este país del sudeste asiático es la octava
nación industrializada más grande y de más rápido crecimiento del mundo, pero por motivos geográficos su población se concentra en sólo el 30% de la superficie. Aunque
Corea del Sur tiene una infraestructura bien desarrollada,
el crecimiento anual de alrededor del 5% está llevando su
capacidad hasta el límite. La mejora continua de la infraestructura es esencial. Aproximadamente 23 millones de
personas viven en Seúl y en las zonas circundantes, causando graves problemas de tráfico, especialmente durante
las horas punta.
Para afrontar esta situación, la tierra de la calma matutina
va a tener que hacer inversiones importantes en infraestructura en los próximos años. Los trenes tienen un papel
importante en la red de transportes metropolitana. Según
la empresa de ferrocarriles surcoreana Korail, existen planes para invertir alrededor de 2,1 mil millones de euros
en nuevo equipo rodante entre 2006 y 2010, y se destinarán unos 193 millones de euros al reacondicionamiento
de vagones durante el mismo período. La construcción y
reacondicionamiento de estaciones de ferrocarril y cocheras será también una prioridad importante. Se importaron
vehículos ferroviarios, componentes y material de vías por
valor de 62 millones de euros durante 2006. Las importaciones de equipos eléctricos de señalización tuvieron un
valor de 15,7 millones de euros. Alemania fue el proveedor
más importante, aportando aproximadamente el 30% de
las importaciones.
Los proyectos ferroviarios más importantes son la expansión de la red de alta velocidad (KTX y TTX), una extensión
importante de las líneas metropolitanas en grandes centros urbanos como Seúl y Busan, y el desarrollo de trenes
de levitación magnética con un presupuesto de alrededor
60
de 333 millones de euros hasta 2012. El gobierno tiene
la intención de dar prioridad al desarrollo de la tecnología nacional en estos proyectos. Sin embargo, los socios
extranjeros son bienvenidos, especialmente cuando hay
necesidad de tecnología sofisticada.
Los productores surcoreanos también tienen previsto
aumentar las exportaciones. Los grandes fabricantes de
equipos ferroviarios Hyundai-Rotem y Woojin Industrial
Systems están aumentando su interés en el mercado mundial. Se está dando la máxima prioridad y visibilidad a
proyectos de referencia como el Light Rail Train.
La Feria de Logística y Transporte Ferroviario de Corea
(Korea Railway & Logistics Fair), que se celebra cada dos
años, se ha convertido en el acontecimiento de referencia
para la industria ferroviaria nacional en los últimos años.
Un total de 150 expositores presentaron sus productos en
la muestra de 2007 en Busan, y Alemania envió el mayor
contingente extranjero. El Light Rail Train (LRT), también
conocido como LRV (Light Rail Vehicle), estaba también
en la exposición.
Woojin es el fabricante del Light Rail Train, que es el resultado de un proyecto de desarrollo de siete años y 51
millones de dólares del Instituto de Investigación Ferroviaria de Corea (KRRI). El objetivo era desarrollar el sistema
de transporte automático guiado de Corea (K-AGT), que
funcionará como sistema de transporte público en Busan
a partir de 2010, sustituyendo a otros medios de transporte
como los autobuses que dañan el medio ambiente. Los proyectos del LRT también se están discutiendo en Seúl.
El LRT se desarrolló en el Instituto de Investigación Ferroviaria de Corea (KRRI) en colaboración con Woojin Industrial Systems Co., Ltd, que tiene una estrecha relación con
harting Korea Ltd. Este tren de metro de alta velocidad y
harting tec.News 16 (2008)
Fig. 1: La revolución del transporte en el metro asiático:
el Light Rail Train (LRT)
alta fiabilidad está equipado con un sistema automático
de conducción.
El tren tiene excelentes capacidades de subida, un comportamiento muy bueno en las curvas y un diseño respetuoso
con el medio ambiente. El LRT utiliza neumáticos de caucho y se desplaza sobre vías hechas de hormigón colado.
Esto reduce significativamente los costes de construcción,
y en especial el coste del lecho ferroviario.
Desde hace años harting tiene buena reputación en la industria surcoreana. Varias empresas coreanas orientadas
hacia la exportación en los sectores del transporte, la fabricación de automóviles y la ingeniería mecánica, y más
recientemente en el sector de la energía renovable, utilizan productos de harting. Los productos de conectividad
innovadores y de alta calidad de harting también están
presentes en el proyecto LRT.
harting participó en el trabajo de desarrollo en las primeras fases del proyecto. harting ha sido elegida para suministrar todo el conjunto de productos de conectividad,
porque la empresa es capaz de cumplir los requisitos del
sistema de transporte sin conductor. harting ya ha aportado varias soluciones:
1. El motor de tracción se instala con un Han® K3/2, que se
utiliza para conectar el motor con la fuente de alimentación. Esta solución permite la conexión del motor en un
espacio muy reducido. Los terminales de tornillo axial
reducen al mínimo el tiempo de instalación.
2. El uso de Han® Coax E junto con tapas y bases de protección Han® 48 HPR forma la conexión de puente más
Fig. 2: manguera de interconexión con Han® Coax E
eficaz para transmitir señales de audio y vídeo al sistema de información de pasajeros (PIS) a través de un
cable coaxial.
3. El switch Ethernet ESC 67-10 TP05M también se utiliza a bordo del tren para el sistema de información de
pasajeros.
4. DIN 41 612 es nuestra solución probada para el sistema
de control de trenes (TCS).
El principal argumento a favor de harting fueron los conocimientos técnicos de la empresa y su capacidad para
ofrecer soluciones completas a los clientes. harting también puede suministrar productos de conectividad convencionales, incluidos conectores y switches Ethernet para
sistemas de información de pasajeros. Estos sistemas se
han convertido en una característica fundamental de los
trenes actuales.
Byoung-Jeen jone
General Manager R&D
Woojin Industrial Systems Co., Ltd - Seoul
HeeSam Choi
Business Manager Korea
HARTING Technology Group
HeeSam.Choi@HARTING.com
Holger R. Dörre
Managing Director Korea
HARTING Technology Group
holger.doerre@HARTING.com
61
tec.News 16: Seguridad
Jürgen Michaelis, Heinrich Schmettkamp & Udo Schoss
Soluciones de sistema de
harting para energía eólica
Las nuevas soluciones de sistema están ayudando a las empresas energéticas a aumentar sus ganancias y mejorar la disponibilidad en el sector de la energía eólica.
El hecho de que la energía eólica esté convirtiéndose en una de nuestras principales
fuentes de energía pone de relieve la importancia de estas nuevas soluciones.
62
harting tec.News 16 (2008)
Las multinacionales están marcando el camino en el sector
de la energía eólica. La voluntad de la comunidad política
de hacer la transición a los recursos renovables es uno
de los factores que impulsan esta tendencia. Para hacer
realidad grandes proyectos será necesario que haya operadores en el mercado capaces de realizar proyectos tanto
en tierra como en mar. Se prevé que el sector experimente
un crecimiento de dos cifras a nivel mundial en los próximos años.
harting mantiene una duradera relación de colaboración
con los fabricantes de sistemas de energía eólica y sus proveedores. La empresa trabaja estrechamente con los fabricantes y proveedores para desarrollar nuevas e innovadoras
soluciones de sistema. Todos los sistemas de harting cumplen los estrictos requisitos del sector de la energía eólica.
Los sistemas se han diseñado para funcionar en el rango de
temperaturas entre -40º C y +80º C y para proporcionar una
alta inmunidad eléctrica y mecánica frente a la tensión rotacional, vibraciones y choques. Los ejemplos más recientes
son un acoplamiento enchufable de anillo deslizante y una
reserva de batería recargable con células de iones de litio.
Parte 1:
acoplamiento enchufable de anillo deslizante
Los anillos deslizantes conectan el buje (rotatorio) con la
góndola (fija), y están en la lista de componentes que se sustituyen con regularidad en los sistemas de energía eólica.
El nuevo acoplamiento enchufable simplifica la instalación y sustitución de los anillos deslizantes, con lo que
se reducen los períodos de inactividad. Los anillos deslizantes pueden cambiarse durante una simple intervención
de servicio sin interferir con el sistema de inclinación ni
desmontar ningún cable. No son necesarias herramientas
especiales. Dos pernos de acero inoxidable en dos casquillos de latón actúan como guías durante la operación de
acoplamiento. Después, dos bastidores de acoplamiento
Han® con cojinetes flotantes y los bastidores articulados
Han-Modular® aseguran que los contactos eléctricos se
alineen correctamente, garantizando una alta fiabilidad
de funcionamiento de la conexión.
Además de proporcionar una conexión eléctrica, el acoplamiento de anillo deslizante de harting tiene una barrera
térmica incorporada que ofrece una mayor protección con-
tra la temperatura excesiva del depósito de aceite. Los sistemas de generación de energía existentes se pueden equipar
fácilmente con el acoplamiento de anillo deslizante.
La interfaz entre las partes A y B (fig. 1) proporciona protección IP 65 contra las salpicaduras de agua. La carcasa
es de fundición con molde permanente de aluminio de una
aleación especial.
La interfaz eléctrica, que lleva señales hasta el sistema de
control de inclinación en el buje, utiliza aislantes de contactos Han-Modular®. La interfaz tiene módulos de 100 A
para la conducción de potencia trifásica, así como un
Han®-Quintax para los 2 buses de 4 hilos (desde bus CAN
hasta Fast Ethernet), y también conduce 24 señales de control. El número de señales de control se puede aumentar
hasta 34 utilizando módulos Han® DDD (fig. 4).
El acoplamiento se suministra como una solución completa,
incluido el montaje de cables de la longitud necesaria. Las
dos partes se montan y se prueban por separado. La parte
A se instala en el sistema de generación de energía eólica.
La parte B se conecta inicialmente al anillo deslizante. Las
ventajas de la tecnología “plug and play” se pueden ver rápidamente in situ. Simplemente se deben conectar las dos
partes durante la fase de puesta en marcha, eliminando la
necesidad de instalación o montaje in situ, con lo que se
ahorra tiempo (fig. 3).
Lo mismo se puede aplicar a la actividad de mantenimiento. Los técnicos de servicio sólo necesitan aflojar cuatro
3
Parte A
Parte B
barrera térmica
(para la caja de cambios).
Ajuste para cojinete de bolas
(anillo deslizante).
Fig. 1: acoplamiento de anillo deslizante.
63
tec.News 16: Seguridad
tornillos, retirar el anillo deslizante antiguo e instalar el
nuevo. El sistema de generación de energía eólica se puede
volver a conectar a la red con el mínimo tiempo de inactividad. El anillo deslizante antiguo se puede retocar en el
taller o en la planta.
Se realiza una simulación en la fase conceptual para optimizar el diseño. Se pueden crear prototipos virtuales para
diseñar piezas que admitan corrientes altas, soporten las
vibraciones y ofrezcan una buena estabilidad. Se utiliza el
análisis de elementos finitos para optimizar y verificar el
diseño del acoplamiento.
Se colocó un peso de 150 kg en el extremo del anillo deslizante para simular distintas situaciones de carga (fig. 2).
La totalidad de la solución se diseñó para soportar las cargas que se producen durante las actividades de puesta en
marcha y mantenimiento. Los valores simulados se evaluaron en las muestras de primer producto en un laboratorio
homologado por harting, lo que en este caso significó la
realización de pruebas de carga mecánica. Los resultados
mostraron que los valores reales eran considerablemente
mejores de lo que había indicado el modelo teórico.
Parte 2: caja de la reserva de la batería
recargable (litio para el peor de los casos)
Hay más oportunidades para mejorar las unidades de almacenamiento de energía que suministran potencia al
sistema de inclinación de las turbinas eólicas. La potencia
de reserva garantiza que las palas del rotor se pueden reposicionar si se produce un fallo de alimentación durante
una tormenta o tiene lugar alguna otra secuencia de acontecimientos catastróficos. En este tipo de emergencia, la
turbina debe detenerse de inmediato, y las palas del rotor
deben apartarse del viento en cuestión de segundos. Esta
funcionalidad es muy importante, porque un fallo en el
sistema de inclinación podría causar una avería total de
la turbina eólica.
[mN/mm2]
Bastidores de acoplamiento Han®
(cojinetes flotantes con elementos de guía)
Módulo Han® DD
con 24 señales de
control
Fig. 2: simulación de carga de 150 kg.
2 buses de 4 hilos Han® Quintax
Plug de alineación V2A
Buje
Caja de cambios
Góndola
Parte A
A la caja superior
Parte B
Anillo deslizante
Fig. 3: principio de funcionamiento (posición de servicio).
64
Fig. 4: bastidor articulado Han-Mod
harting tec.News 16 (2008)
Cada eje del sistema de inclinación se desplaza a una posición neutral en una emergencia. Una turbina eólica normalmente tiene tres unidades de reserva de la batería, y el
diseño modular facilita su sustitución.
Las soluciones de almacenamiento de energía convencionales, como las baterías de plomo, no son la solución ideal
para conseguir un diseño compacto y una vida útil sin
mantenimiento. La nueva unidad de reserva de la batería
incorpora células de iones de litio, que son en gran medida
inmunes al tipo de rotación y vibración que se produce en
las turbinas eólicas.
Una carcasa metálica resistente y con recubrimiento electrostático proporciona una protección efectiva frente a
las tensiones mecánicas y térmicas e impide el contacto
con componentes peligrosos. La tecnología de conectores de harting reduce la resistencia interna total hasta
RI < 24 mOhm.
La reserva de la batería produce 180 A a 86,4 V nominales.
El diseño permite otras tensiones y corrientes nominales.
Las 24 células de iones de litio están conectadas en serie.
El sistema tiene un sistema de gestión de la batería (BMS),
y está siempre listo para suministrar potencia de reserva. Un switch para corrientes altas con baja resistencia de
contacto garantiza el cambio controlado de potencia en el
sistema de inclinación mientras está en funcionamiento.
Un bus CAN (Sub-D, 9 contactos) se encarga de la comunicación con la unidad de control central. Hay otras interfaces disponibles para la monitorización y la configuración.
Se puede acceder al estado del BMS a través de un puerto
RS232 (Sub-D, 9 contactos). La funcionalidad de hiperterminal proporciona información sobre el estado de cada
batería.
Una interfaz Han® 3 A proporciona monitorización redundante del estado de carga de la batería. La tensión de control de 24 V se suministra a través de un segundo conector
Han® 3 A.
Se prestó especial atención a los efectos de las vibraciones y golpes en la resistencia de los contactos durante las
pruebas en el laboratorio homologado por harting en la
fase de ingeniería. El objetivo era diseñar los contactos y
las secciones de cable para obtener un rendimiento óptimo
en condiciones extremas.
Se utilizaron las siguientes normas durante la fase de diseño:
Vibraciones: DIN EN 60 068 2-6.
Golpes: DIN EN 60 068-2-27.
Sacudidas: DIN EN 60 068-2-29.
Vida útil acelerada: DIN EN 61 373.
l
Bastidor articulado Han-Modular® con guías
l
l
l
Casquillo guía MS
Módulo de potencia Han®
(100 A) con terminales
de tornillo axial
Junta envolvente
(IP 65)
Jürgen Michaelis
Key Account Manager System Integration
HARTING Technology Group
juergen.michaelis@HARTING.com
Heinrich Schmettkamp
Project Manager VAB, Germany
HARTING Technology Group
heinrich.schmettkamp@HARTING.com
Udo Schoss
Director Projectmanagment VAB, Germany
HARTING Technology Group
udo.schoss@HARTING.com
dular® con guías. Vista del conector.
65
t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
66
harting tec.News 16 (2008)
Andre Beneke
¡Otra buena idea!
No ocupa más espacio que una conexión de engaste, su manipulación es rápida y sencilla y ofrece la Seguridad en la
conexión que espera de harting. Han-Quick Lock® de harting utiliza la nueva tecnología de resorte radial en conectores
industriales. Han-Quick Lock® es ideal para altas densidades de contactos, y ofrece grandes ventajas con respecto a
otras tecnologías de conectores. No existe ninguna otra técnica tan sencilla, compacta y rápida. La única herramienta
que se necesita para el montaje es un destornillador.
El mercado ha adoptado los conectores industriales Han®
de harting porque ofrecen alta calidad y son adecuados
para una variedad de aplicaciones inusualmente amplia.
Estos robustos conectores se utilizan principalmente en
aplicaciones industriales en las que son la opción ideal
para la fabricación flexible de automóviles y el diseño modular de máquinas. Se pueden encontrar en trenes, sistemas de generación de energía eólica, ascensores, e incluso
3
67
t e c . N e w s 1 6: L a au t o m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i c ac i a
esfuerzo necesario. Los conectores que utilizan tecnología
de engaste tienen una alta densidad de ocupación, pero
tienen el inconveniente de que es necesaria una herramienta especial. Hay otras tecnologías que no requieren
una herramienta especial. Un simple destornillador es suficiente para los conectores de tornillo y de cepo, pero los
conectores son relativamente grandes. Para que el coste
y el rendimiento sean óptimos, las máquinas deben ser
pequeñas y compactas.
Han® PushPull Power 4/0 con tecnología de terminación Han-Quick Lock®
grúas. Cada una de estas aplicaciones tiene sus propios
requisitos específicos para conectores, como el tamaño,
la clase de protección y las características de transmisión
eléctrica.
Esta variedad se refleja en la tecnología de conectores, ya
que cada aplicación requiere una solución diferente. Para
complementar la tecnología totalmente establecida que
harting ofrece desde hace años, la empresa ha añadido
otra opción innovadora a la gama de productos, el conector
Han-Quick Lock®.
La nueva línea de harting ofrece muchas de las ventajas de
la tecnología de engaste, pero reduce considerablemente el
Diseño compacto
Los conectores Han-Quick Lock® tienen aproximadamente
las mismas necesidades de espacio que los conectores de
engaste. Sin embargo, sólo se necesita un simple destornillador para apretar y aflojar los hilos. Además, la resistencia a la vibración es comparable a la de los conectores
de cepo estándar.
Técnicamente, el Han-Quick Lock® es un resorte radial que
sujeta los hilos del cable contra el borde de un cono central,
creando una gran superficie de contacto que garantiza una
buena conexión eléctrica. El resorte se ha diseñado para
ofrecer la máxima resistencia a las vibraciones. La punta
que es visible en el interior del accionador de terminación
se utiliza sólo para extender los hilos y no para hacer contacto con el conductor.
El montaje es muy fácil, sólo hay que pelar el aislamiento
del conector e insertar los hilos en el Han-Quick Lock®.
Después se utiliza un destornillador para empujar hacia
abajo el accionador y ya está. A continuación debe hacerse
una comprobación visual para asegurarse de que la conexión es segura. Para volver a abrir el conector, sólo hay
que hacer palanca hacia arriba en el accionador con un
destornillador.
Inspección visual
La posición del accionador también facilita la inspección
visual. El accionador debe estar a nivel con la base aislada,
de modo que sólo sea necesario realizar una inspección
visual para asegurarse de que la conexión es firme. Como
hace falta muy poca fuerza para insertar los hilos del cable,
es posible insertar hilos muy finos sin doblarlos.
Han® Q 12 con terminal de tierra de Seguridad Han-Quick Lock®
68
El mismo conductor se puede conectar muchas veces. La
fuerza de sujeción en el conector se puede comparar con la
harting tec.News 16 (2008)
de un conector de cepo convencional. Sin embargo, hay algunas limitaciones. Han-Quick Lock® no es adecuado para
conductores sólidos, aunque de todas formas éstos no son
habituales en aplicaciones de conectores industriales.
Actualmente harting ofrece tecnología Han-Quick Lock®
en conectores para secciones de entre 0,5 y 2,5 mm2. En
este momento se están desarrollando versiones para otras
secciones. PushPull 4/0, Han® 4 A y Han® Q 5/0 son los
primeros productos disponibles con tecnología Han-Quick
Lock®. El PushPull 4/0 es un conector de potencia que
incorpora el sistema de bloqueo PushPull. Tiene cuatro
contactos de potencia y toma de tierra de Seguridad para
una potencia nominal de 16 A a 230/400 V. Este conector
es ideal para montarlo directamente en equipos automatizados.
Resistencia a la vibración
El Han® 4 A y el Han® Q 5/0 llevan años en el mercado,
pero los usuarios no tenían opciones de tecnologías de conexión. El Han® 4 A tenía terminales de tornillo y el Han®
Q 5/0 utilizaba terminales de engaste. Con las nuevas versiones Han-Quick Lock®, los usuarios pueden tener ahora
contactos de potencia y conexión a tierra de Seguridad con
la tecnología Quick Lock, que hace que los productos sean
resistentes a las vibraciones. Las versiones Quick Lock®
son compatibles con los tipos existentes.
El conector de motor Han® Q 12 con 12 contactos de engaste
también ofrece una conexión Quick Lock® en el contacto de
tierra de Seguridad, lo que facilita la conexión y también
proporciona protección contra las vibraciones.
Han® Q 5/0 con tecnología de terminación Han-Quick Lock®
Han-Quick Lock® es adecuado para prácticamente cualquier aplicación. Ofrece ventajas importantes en sistemas
que van desde la automatización hasta el diseño de maquinaria. La resistencia a las vibraciones es especialmente
importante en aplicaciones ferroviarias, de generación de
energía eólica y de motores.
Se puede obtener un vídeo de demostración sobre el nuevo
Han-Quick Lock® en www.harting.com. Este vídeo muestra
en detalle cómo insertar y extraer un cable multifilar. Se
incluye una imagen de rayos X que muestra cómo se hace
el contacto con cada hilo en una situación real.
Pronto estarán disponibles otros productos que incorporan la tecnología Han-Quick Lock®, incluidos los módulos
Han® 7 D, Han® DD y Han® EE. El uso de la nueva tecnología no se limita a los conectores muy compactos, sino que
se introducirá en toda la gama de productos modulares de
harting. Han® Q 8/0 Quick Lock® será el primer producto
de la serie Han-Compact® que se pueda montar en el campo sin necesidad de herramientas especiales.
La tecnología Han-Quick Lock® también hará posible el
uso de conectores compactos en aplicaciones en las que el
cliente final necesite hacer modificaciones en los conectores sin una herramienta especial.
Andre Beneke
Director Product Marketing
Han® Industrial Connector, Electric
HARTING Technology Group
andre.beneke@HARTING.com
69
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
Dr. Achim Brenner
Propiedades
electromecánicas simuladas
de un conector electrónico
La simulación electrotérmica mecánica y acoplada es una herramienta valiosa que puede ayudar a los ingenieros a
diseñar un producto en un breve espacio de tiempo. El objetivo es anticiparse a la demanda del mercado y desarrollar
aplicaciones que ofrezcan a los clientes ventajas sustanciales.
Los mercados, y sus requisitos, tienden a cambiar a un
ritmo muy rápido. Las normas técnicas están en continua
evolución, y el desarrollo de aplicaciones es un proceso
interminable. En este mundo cambiante, harting debe ser
capaz de reaccionar rápidamente para satisfacer las preferencias de los clientes, o mejor aún anticiparse a ellas, para
que los productos se puedan lanzar a tiempo. La simulación ocupa ahora un lugar en el proceso de diseño junto a
la producción de modelos y la creación rápida de prototipos.
El objetivo es generar un modelo informático completo del
producto. La creación del prototipo virtual es la visión que
impulsa a los desarrolladores de software.
Objetivos
¿Cuáles son las características principales de un conector
enchufable? Facilidad de inserción y extracción, buen contacto durante toda la vida útil y alta capacidad de corriente
sin sobrecalentamiento son los aspectos principales de un
buen diseño. En este ejemplo concreto, estamos buscando
un conector directo, lo que quiere decir que los resortes
del contacto están en contacto directo con la PCB. Debemos suponer que el grosor de la PCB variará dentro de
unos límites de tolerancia determinados, en este caso entre
1,44 mm y 1,76 mm.
Para garantizar un buen contacto eléctrico, la fuerza normal del contacto no debe ser inferior a 0,5 N al final de
70
la vida útil, incluso en placas con un grosor mínimo. Se
necesita una fuerza de inserción importante para vencer
la fricción generada por una fuerza normal de contacto
alta. Sin embargo, es mejor evitar esto, porque la fuerza de
inserción moderada necesaria para un solo contacto puede
acumularse rápidamente hasta convertirse en una fuerza
total incontrolable en un conector con un gran número de
contactos. La fuerza de inserción excesiva dificulta mucho
las cosas a los técnicos de servicio, y somete a la PCB a una
tensión mecánica importante. El objetivo era mantener la
fuerza de inserción máxima por debajo de 100 N. Cuando
se completó el diseño mecánico, los ingenieros deseaban
evaluar la capacidad de conducción de corriente de una
versión de alta potencia.
Diseño de resorte 1: diseño en bruto
Aunque es relativamente fácil realizar un análisis elásticoplástico geométricamente no lineal utilizando las herramientas CAE actuales, el proceso de diseño casi siempre
comienza con un cálculo analítico aproximado de las propiedades del resorte, lo que excluye los efectos no lineales
pero no está demasiado alejado de la realidad. La figura 1
muestra la geometría del resorte de contacto.
El resorte tiene una sección rectangular. Como la pieza
está perforada, se supone que el ancho (w) es constante.
Sin embargo, la altura (h) puede variar. Para evitar la de-
harting tec.News 16 (2008)
Fig. 1: geometría del resorte.
formación plástica en el resorte real, la tensión superficial
máxima debería mantenerse holgadamente por debajo del
límite de elasticidad Rp0.2 con la deformación máxima.
Si se conocen el módulo de elasticidad E, la fuerza normal
F, la longitud del resorte l, el ancho del resorte w y la función de la altura del resorte h(x), el momento de flexión
M(x) y el momento planar de inercia l(x) se pueden utilizar
para calcular la curva de flexión y(x) y la curva de tensión
superficial.
3
71
Tensión [MPa]
tec.News 16: Liderazgo tecnológico
Las figuras 2 y 3 muestran una función de altura del resorte especial y las curvas de tensión asociadas (tensión superficial) para tres valores de grosor de PCB diferentes.
x [mm]
Para optimizar la curva de tensión superficial sería mejor si la altura del resorte se redujese a cero en el punto
de contacto. Sin embargo, esto no es posible por motivos
prácticos.
La curva de la figura 3 muestra que la optimización de
la función de altura del resorte h(x) entre x = 0 (extremo
fijo) y x = 4,75 produce una tensión superficial constante.
Entonces la tensión superficial decrece, porque la altura
del resorte no puede ser inferior a hmin = 0,25 mm.
Diseño de resorte 2: ajuste detallado
mediante FEM
Una vez que se han definido los parámetros geométricos en
el análisis preliminar, se puede proceder al ajuste detallado del diseño. Lamentablemente, los materiales del resorte
de contacto no son sólo elásticos. Incluso una tensión baja
causa una ligera deformación plástica. Los datos exactos
de tensión-deformación recogidos durante las pruebas de
tensión deben analizarse para detectar cualquier defor-
Fig. 3: curva de tensión superficial optimizada.
mación permanente del resorte. También se pueden tener
en cuenta los efectos de un cambio en el punto de contacto
derivado de una gran deformación del resorte, así como
la influencia de los materiales de recubrimiento sobre la
rigidez del resorte (que no es despreciable para un recubrimiento de níquel de 10 µm sobre un material con un
grosor de 200 µm). Los ingenieros utilizan análisis bidimensionales para realizar la optimización geométrica final. La posterior simulación tridimensional del proceso de
inserción ofreció resultados de gran precisión. La figura 6
muestra la distribución de la tensión en el contacto cuando
está insertado.
El análisis de la figura 6 muestra que el diseño no supera
el límite de elasticidad del material ni siquiera con PCB de
grosor máximo.
Fuerza [N]
h (x) [mm]
Simulación
contacto de señal
de simulación abajo
Contacto de señal
de medición n.º 1
Recorrido [mm]
Fig. 2: muestra de función de altura del resorte h(x).
72
Fig. 4: simulación / comparación real (fuerza normal, contacto único).
harting tec.News 16 (2008)
intensidad de corriente
(en los contactos)
I=I(?)
simulación eléctrica
estática o transitoria
(efecto pelicular, etc.)
distribución
de corriente
I=I(?,?)
simulación térmica
efecto de calentamiento de la corriente,
conducción, radiación
simulación de flujo
convección
distribución de temperatura
T=T(?,?)
Fig. 5: método de análisis acoplado para temperatura de componentes.
Diseño de resorte 3:
convergencia de teoría y práctica
Una cosa es la teoría, y otra la práctica… o al menos así era
antes de la aparición de las avanzadas herramientas CAE.
La verificación se lleva a cabo después de la fase de diseño para ver si las predicciones eran acertadas. En última
instancia, un modelo es sólo un modelo de la realidad, y
si resulta que las predicciones no eran lo bastante exactas
tendrán que incorporarse factores adicionales a la simulación. Sin embargo, la medición de la fuerza normal reveló
únicamente desviaciones de poca importancia, y el diseño
mecánico del contacto estaba completo. Como la simulación
mecánica es un procedimiento estándar, es más probable
que una desviación se deba a un error en la introducción de
datos que a un problema fundamental con el modelo.
Fig. 6: simulación de inserción que muestra la distribución de la
tensión (rojo – aprox. 540 Mpa).
El calor se libera por conducción, convección y radiación.
La transmisión de calor depende de la temperatura de los
componentes, que aumenta hasta que todo el calor generado por la corriente se haya disipado. Como muchos de
los datos de los materiales dependen de la temperatura, el
problema eléctrico, térmico y de flujo (convección) tiene
que resolverse simultáneamente en la medida de lo posible.
Análisis acoplado o multifísica son los términos que se
utilizan para describir este método. Las interacciones se
muestran en la figura 5.
La figura 7 muestra sólo una parte del modelo de simulación. Las conexiones y la base de aislamiento no están
incluidas, lo que, por cierto, es una ventaja importante de
la simulación. Es posible observar secciones de un producto que son de difícil acceso utilizando instrumentos de
medición. En este caso se aplicaron 12 A. Es evidente que
la PCB es el factor limitador. La simulación confirma que el
conector cumple los requisitos de capacidad de conducción
de corriente.
Temperatura [°C]
Problemas de temperatura
Muchos de los conectores actuales están disponibles en
versiones de alta corriente. Además del funcionamiento
normal, los ingenieros deben tener en cuenta también el
peor de los casos posibles. ¿Cómo se comportará un conector si todos los contactos son de alta potencia y tienen carga
al mismo tiempo?
Temperatura de contacto
máx. 85 °C
Temperatura ambiente 20 °C
Corriente 12 A
Temperatura de circuito
máx. 91 °C
Fig. 7: temperatura de los componentes a 12 A.
Calcular la temperatura de los componentes a una carga
determinada no es un ejercicio trivial. Se calcula la densidad de corriente en los contactos para una corriente determinada. El efecto de calentamiento de la corriente depende de la conductividad y de la densidad de la corriente.
Dr. Achim Brenner
Director Simulation Technique
HARTING Technology Group
achim.brenner@HARTING.com
73
tec.News 16: Seguridad
74
harting tec.News 16 (2008)
Hans Langaas
La vida de un buzo de profundidad
Equipo de alta tecnología en entornos de aguas profundas: los switches tienen que ofrecer un servicio fiable incluso
a una profundidad de 300 metros. FMC Technologies, proveedor de sistemas de producción en alta mar con sede en
Houston, Texas, ha decidido utilizar el switch mCon 7050-A de harting para sus sistemas de control de reparaciones
y sus sistemas de intervención sin tubería de retorno en los pozos de petróleo y gas del Mar del Norte.
Los sistemas se emplearán en proyectos en el Mar de
­Noruega, y también en instalaciones en alta mar de otras
partes del mundo.
La instalación de estos sistemas comenzará en 2009, y será
esencial para la explotación eficaz tanto de los campos de
petróleo y gas existentes como de los nuevos.
FMC Technologies suministra sistemas completos para la
extracción de petróleo y gas que se componen de árboles
submarinos, colectores, cables de alimentación y sistemas
de control de producción. Se instalarán en el lecho marino
plantillas con colectores que se conectarán a las plataformas de producción.
FMC Technologies es uno de los principales fabricantes y
proveedores de sistemas de producción submarinos, incluidos árboles submarinos, controles, colectores y sistemas de
conexión. La empresa trabaja en estrecho contacto con sus
clientes para desarrollar tecnologías que permitan la máxima explotación de un pozo petrolífero. FMC también ofrece
servicios de asistencia en ingeniería de sistemas, garantía
de flujo, medición de flujo y gestión de proyectos.
Proyectos como éste son un desafío tecnológico, ya que
la totalidad del sistema debe cumplir las nuevas normas
ISO, más estrictas, para garantizar una fiabilidad extraordinariamente alta y un funcionamiento de gran precisión
en las condiciones más extremas. Para garantizar la conformidad con estas normas, FMC ha optado por los componentes de harting, que tienen un historial demostrado
bajo condiciones extremas en otras aplicaciones. FMC ha
seleccionado componentes estándar que son plenamente
compatibles con los productos suministrados por distintos fabricantes. FMC también utiliza switches Ethernet en
módulos de control submarinos que recogen datos de los
transductores y controlan el equipo utilizado para intervenir en los “árboles de navidad” submarinos instalados
en los pozos. Estos switches se comunican con un switch
central que está conectado a la superficie mediante un enlace de fibra óptica. FMC escogió el switch mCon 7050-A
de harting después de exhaustivas pruebas de laboratorio,
ya que cumple una norma uniforme que es compatible con
equipos de distintos proveedores y garantiza la funcionalidad de todo el sistema.
La “plantilla” es una estructura fija que
sirve de soporte para varios “colectores”. Un
“colector” es una tubería que recoge el petróleo del pozo petrolífero o inyecta agua del
mar en el pozo para hacer salir al petróleo.
Hans Langaas
Product Manager ICPN, Norway
HARTING Technology Group
hans.langaas@HARTING.com
75
te c.News 16: L a au to m at i z ac i ó n au m e n ta l a e f i cac i a
Thomas Wolting
La tecnología de bus de potencia ahorra costes
La arquitectura de dispositivos distribuidos derivada de la tecnología de conectividad normalizada puede ayudar a
reducir los costes significativamente. El uso de la topología de bus adecuada en la red de distribución de potencia
puede impulsar todavía más estos avances. Los nuevos componentes Han-Power® de harting son compatibles con
este enfoque.
A medida que la topología de los sistemas técnicos va evolucionando, los ingenieros se esfuerzan claramente por reducir el número de componentes y las redundancias. Esto
implica apartarse de las topologías en estrella en el sistema
de distribución de señal y de potencia. Antes los cables
de potencia iban desde el armario de control hasta cada
motor, y todas las demás líneas (sensores y accionadores)
se tendían en paralelo.
Para las instalaciones que utilizaran convertidores de frecuencia centrales era necesario un apantallamiento optimizado y costoso, sencillamente porque no había alternativa.
Esta topología tiene evidentes desventajas. El alto coste
global y las grandes necesidades de espacio asociados a
esta tecnología convencional son los motivos por los que
los ingenieros de diseño están recurriendo a la tecnología
distribuida, por ejemplo en la tecnología de cintas transportadoras y en los sistemas de transporte de materiales.
Los controladores de motor inteligentes se montan directamente en la máquina o en la cinta transportadora en estos sistemas. La línea de productos Han-Power® del grupo
tecnológico harting es compatible con esta nueva filosofía
de diseño.
Arquitectura distribuida
El elemento clave en la nueva estrategia de cableado es un
sistema de bus de potencia que soporte más de una carga
en una línea de potencia, cumpliendo todas las normas
nacionales e internacionales aplicables.
Este diseño crea una demanda de conectores compactos y
resistentes que ofrezcan el número correcto de contactos
a un régimen de tensión y corriente adecuado. Las normas
para estos conectores se establecen en ISO 23 570.
La nueva serie Han-Power® de harting se basa en este
perfil de requisitos. Se hace una distinción entre la distri-
76
bución de potencia en una topología en línea y en sistemas
más complejos. El Han-Power® S de harting es la opción
ideal para topologías en línea. Se pueden incluir derivaciones secundarias en la red de distribución de potencia
utilizando productos Han-Power® S sin interrumpir el bus.
El Han-Power® S se conecta directamente a cada fase fel
bue de potencia.
La solución para sistemas más complejos es diferente,
y aquí la respuesta ideal son las soluciones basadas en
Han-Power® T. El bus de potencia se divide en varios segmentos, pero la conectividad de Han-Power® T permite a los
usuarios crear rápidamente una conexión eléctrica con la
máquina o los módulos del sistema. Cada método tiene sus
ventajas y la elección entre Han-Power® S o Han-Power® T
depende de la aplicación. Han-Power® T es más eficaz en
sistemas grandes, por ejemplo en líneas de transferencia
modulares. Ambas opciones ofrecen rapidez de instalación,
así como una durabilidad y resistencia sobresalientes.
Serie Han-Power®
El equipo de protección se puede sustituir cuando se instala la nueva serie de productos. Los armarios de control de
los sistemas distribuidos son mucho más compactos, lo que
permite a los fabricantes hacer un mejor uso de su espacio
de producción y aumentar la productividad. Los armarios
de control diseñados para sistemas distribuidos contienen
los siguientes componentes: un sistema de circuitos de protección (por ejemplo, un disyuntor que ofrezca protección
contra cortocircuitos) y un elemento de entrada de potencia
al bus a través de un conector.
Han-Power® T Modular Twin
Las soluciones Power T de harting incluyen una versión que impresiona por su excepcional flexibilidad. El
Han-Power® T Modular Twin es un Power T que tiene
como interfaz el conector Han-Modular® Twin. Contiene
harting tec.News 16 (2008)
dos módulos de la gama modular, uno para la transmisión
de potencia y el otro para la transmisión de señal. Puede
soportar hasta 40 A a 400/690 V. También tiene dos contactos de 24 V y un sistema incorporado que detecta si
están conectados todos los conectores de un sistema. El
Han-Power® T Modular Twin es muy versátil y se puede
adaptar a las aplicaciones de los clientes. El conector que
combina señal y potencia ofrece a los usuarios distintas
opciones. Se selecciona un Han-Power® T Modular Twin
completo para todas las aplicaciones de distribución de
potencia.
“Sólo” se utiliza la conexión de potencia, y se monta un módulo de potencia en el Han-Modular® Twin. El módulo de
señal se sustituye por un módulo ficticio. Se puede hacer
lo mismo para la distribución de señal.
Se retira la funda del cable de potencia y se introduce el
cable en el Han-Power® S. Los hilos aislados se introducen en el IDC, garantizando la fiabilidad del contacto. Los
tornillos ayudan a perforar el aislamiento de los cables.
Los terminales IDC sólo tienen que controlar la potencia
que se envía a la carga distribuida. El nuevo sistema de
instalación aprovecha los conocimientos técnicos de la probada tecnología de conexión HARAX®. La solución cumple
las normas internacionales sobre estabilidad del contacto
a largo plazo e intensidad de corriente de cortocircuito.
Es necesario un nuevo enfoque para los sistemas de cinta
transportadora, y el diseño debe adaptarse a las aplicaciones específicas (sector de automoción, sistemas de aeropuerto y centros logísticos).
La solución de sistema de bus simplifica la instalación y el
mantenimiento. La experiencia de harting en distribución
de potencia y tecnología de contactos crea oportunidades
en una amplia gama de mercados objetivo. Esta solución de
instalación avanzada con características de manipulación
óptimas y compatible con otras secciones de cable también
ofrece ventajas adicionales. El Han-Power® S Metal será la
primera solución compatible con distribución de potencia
y derivación con secciones de hasta 10 mm2.
Han-Power® T Modular Twin con abrazaderas de bloqueo para
impedir la apertura accidental
Si dos cargas están situadas muy cerca, los Power T se
pueden conectar entre sí directamente. El cable de sistema
se ha diseñado para la extensión de cable basada en el conector. Además del cable prefabricado, los clientes también
tienen la posibilidad de fabricar sus propios montajes de
cable sin necesidad de herramientas especiales
Thomas Wolting
Product Manager Han® Industrial Connector,
Electric
HARTING Technology Group
thomas.wolting@HARTING.com
Han-Power® S
El bus de potencia se instala inicialmente sin pensar en las
conexiones con los controladores de motor distribuidos. Se
utiliza un Han-Power® S para hacer la conexión derivada
sin interrumpir el bus de potencia.
77
tec.News 16: Entretenimiento
78
harting tec.News 16 (2008)
Jens Grunwald
¡ Llamando a la unidad móvil !
Las grandes empresas de radiotelevisión son clientes muy exigentes, y cualquiera que trabaje con ellos tiene que
ofrecerles soluciones impecables para la iluminación, los escenarios y los programas. Connex Elektrotechnische
Stecksysteme GmbH es uno de los proveedores con más experiencia en este sector. Los productos de harting ofrecen alta velocidad y Seguridad en la transmisión de datos y el control en este entorno, especialmente durante las
transmisiones en directo desde unidades móviles.
La transmisión segura y fiable de datos y señales de control en condiciones que plantean exigencias extremas al
personal y al equipo forma parte de la rutina cotidiana
en mundo del espectáculo. Los sistemas tienen que proporcionar sonido e imágenes de alta calidad y ser compatibles con sistemas fiables de control de cámaras de alta
precisión, iluminación y sonido. La fibra óptica es ahora
la solución preferente, por dos motivos. Los sistemas de
fibra óptica cumplen los exigentes y variados requisitos
de las aplicaciones de transmisión de señal a larga distancia, y tienen excelentes propiedades de compatibilidad
electromagnética para el uso en matriz de audio (imagen)
y matriz de intercom (sonido). Las velocidades de los datos
han aumentado espectacularmente desde la introducción
de la televisión de alta definición. Aunque antes el cable
coaxial de cobre era perfectamente adecuado, actualmente
los sistemas se basan en soluciones de fibra óptica para
proporcionar una transmisión de datos eficaz y fiable incluso con longitudes de cable pequeñas. Sin embargo, para las
aplicaciones de cableado de control y potencia todavía se
opta por el cable de cobre. La Sociedad de Técnicos de Cine
y Televisión (SMTPE) internacional ha desarrollado una
norma de conectividad híbrida que se ajusta a ambos tipos
de medios. Esta norma está reconocida en todo el mundo,
3
79
tec.News 16: Entretenimiento
lo que garantiza una compatibilidad sin restricciones en
el conector de salida (lente de fibra óptica y contactos de
cobre) en unidades móviles con todos los tipos de sistemas
de cámaras, equipos de grabación, cajetines de escenario,
transmisión de televisión de alta definición y equipos de
Seguridad.
CREANDO ESTANDARES
Con sede en White Plains, Nueva York, la SMTPE es una
organización internacional para la industria del cine y el
vídeo profesionales. La SMTPE se fundó en 1916 (en aquel
momento se llamaba SMPE, siglas en inglés de Sociedad de
Técnicos de Cine). La organización fomenta el desarrollo de
normas, la investigación, la actividad científica, las comunicaciones en red y el desarrollo profesional en el cambiante
mundo del cine. Normalmente la SMTPE no crea ninguna
de las normas, sino que más bien actúa como foro y centro
de documentación. Prácticamente todos los fabricantes de
equipos de cine y vídeo son miembros de esta organización. Los acuerdos documentados por la SMTPE, junto con
las normas publicadas por la ITU (Unión Internacional de
Telecomunicaciones) y el ANSI (Instituto de Normalización
de Estados Unidos), ofrecen una sólida base sobre la que
puede trabajar el sector.
Antes los bloques de terminales eran la solución preferente
para conectar el cableado de potencia y control a la parte
trasera del equipo que estaba instalado en las unidades
móviles. Cuando se producía un fallo, los técnicos de la
unidad móvil tenían que volver a cablear manualmente
los sistemas. Se trataba de un procedimiento que llevaba
mucho tiempo, y causaba a veces largos períodos de interrupción durante las retransmisiones en directo, especialmente en los sistemas de cámaras. Los espectadores u observadores no se daban cuenta de lo que ocurría porque los
realizadores cambiaban a otras cámaras, pero el esfuerzo
realizado entre bastidores era enorme. La poca fiabilidad
del equipo limitaba gravemente las opciones disponibles
para el equipo de realización
El montaje y desmontaje frecuente de una unidad móvil
en cada emplazamiento, durante las retransmisiones deportivas o en otros acontecimientos, somete al equipo a
un esfuerzo extremo. Pero el espectáculo debe continuar a
pesar de la lluvia, el frío, el calor, el polvo o el barro.
El uso de los nuevos módulos Ethernet FCM Fiberfox con
conectores de potencia y control PushPull de harting en la
parte trasera de los módulos de rack de 19” ha redefinido
por completo la infraestructura en las unidades móviles. Se
puede utilizar la topología en línea o en estrella distribuida
en la red de señal y potencia para gestionar el cableado de
cobre, el montaje y la instalación en la parte trasera de los
módulos de rack de 19“.
Fig. 1: módulos Ethernet FCM Fiberfox con conectores de potencia y control PushPull de HARTING.
80
harting tec.News 16 (2008)
AMPLIO ESPECTRO
El sistema Fiberfox tiene una gran versatilidad. Existen
opciones para satisfacer cualquier necesidad, desde una
simple tapa de conector hasta configuraciones modulares
de gran flexibilidad. Los paneles de conectores de 19” se
han diseñado principalmente para las aplicaciones de rack
convencionales. Los componentes FCM ofrecen una amplia
gama de opciones para el funcionamiento independiente, el
montaje en rack, la caja de distribución, etc. Los módulos
se pueden sustituir fácilmente para cumplir requisitos a
corto plazo, garantizando un alto nivel de redundancia sin
que el trabajo de instalación o el tiempo de interrupción
sean prolongados. Utilizando los conectores bidireccionales SC de fibra óptica y los cables de conexión SC de fibra
de harting en la parte trasera del bastidor, la solución es
compatible con prácticamente todos los sistemas estándar.
Este es uno de los motivos por los que los módulos Ethernet
FCM Fiberfox ,en combinación con los conectores PushPull
IP 65 / IP 66 de harting, tienen todas las características
para convertirse en el estándar internacional en unidades
móviles, estudios y retransmisiones en directo. Solamente
con cambiar los aislantes de contactos PushPull, los conectores se pueden reconfigurar para otras aplicaciones con
múltiples funciones.
SISTEMA COMPACTO
Se pueden instalar un gran número de módulos (enchufables) de 19’’ estrechos y compactos en un espacio reducido
Fig 2: módulo Ethernet FCM en la unidad móvil Top Vision.
en sistemas modulares, ofreciendo opciones de panel de conexiones y caja de distribución adicionales. Los conectores
PushPull prefabricados y listos para conectar eliminan por
completo la necesidad del cableado in situ y ofrecen una
gran facilidad de uso para el cableado de sistema en la parte trasera del bastidor. La conectividad PushPull cumple la
totalidad de los requisitos especiales de la SMTPE, incluido el bloqueo seguro sin mecanismo adicional de bloqueo
de la base, aislantes de contactos polarizados, protección
IP 65 / IP 67 y contactos de interfaz protegidos.
Los conectores PushPull se utilizan para líneas de potencia
(5 A / 250 V CA) y control (1 A / 48 V CC) en los módulos
de transmisión de datos Fiberfox FCM. El tedioso cableado
manual de la parte trasera del bastidor (alimentación y
señales de control en el rack de 19” o en un armario de
control) entre los módulos de transmisión de datos Fiberfox
FCM y otros equipos, como convertidores o interfaces, ha
pasado a la historia. Estamos ante una auténtica revolución
en el mundo de la tecnología de transmisión y control de
datos audiovisuales.
Jens Grunwald
Area Sales Manager Germany
HARTING Technology Group
jens.grunwald@HARTING.com
Fig 3: mezclador en la unidad móvil Top Vision.
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tec.News 16: Entretenimiento
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harting tec.News 16 (2008)
Tom Egil Svartsund
El conector Han®
va a la ópera
El Nuevo Teatro de la Ópera de Oslo es el último hito arquitectónico
en el corazón de Oslo. La famosa compañía de ópera noruega DEN
NORSKE OPERA (DNO) hará sus representaciones en este centro,
que está situado en Bjørvika, en el centro de Oslo. harting suministra conectores y cableado Han® para el avanzado sistema de
sonido e iluminación.
3
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83
tec.News 16: Entretenimiento
centro. La agencia participa en el programa ECO Culture
de la UE, que fomenta el empleo de tecnología de ahorro
energético en edificios europeos con usos culturales.
Un elemento básico del diseño de ahorro de energía es el
uso de la tecnología solar más avanzada. Se construirá un
sistema fotovoltaico en la fachada sur, que da al puerto.
Será el sistema de energía solar más grande de Noruega y
generará más de 20.600 kWh al año.
Fig. 1: Escenario principal de la Opera de Oslo
Hay algo especial en el Nuevo Teatro de la
Ópera de Oslo: la arquitectura, la tecnología y el gran interés que han generado las
nuevas instalaciones. No es sorprendente
que un gran número de arquitectos hayan
presentado propuestas para el proyecto,
que se adjudicó finalmente a los arquitectos
Snøhetta AS. El teatro de la ópera, que tiene
una superficie de 38.500 m2 y da empleo a
600 personas, cuenta con un total de 1.100
habitaciones. Hay tres salas de conciertos
en el centro: el auditorio principal, que tiene
1.356 asientos, el escenario 2, con capacidad
para 440 personas, y una sala de ensayos
con 200 asientos. El presupuesto para el proyecto ascendió a 3.300 millones de coronas
noruegas (400 millones de euros). El edificio
se terminó a finales de 2007 y principios de
2008, y la ceremonia oficial de inauguración
está prevista para el 12 de abril de 2008.
OBJETIVO:
MEJORAR LA EFICACIA ENERGETICA
La intención de STATSBYGG, la agencia inmobiliaria y de construcción del gobierno
noruego, que llevó a cabo el proyecto en
nombre del Ministerio de Cultura y Asuntos Religiosos de Noruega, era reducir al
mínimo el consumo de energía en el nuevo
84
El proyecto Euro Culture se centra en el diseño óptimo y
en la automatización de los servicios de ingeniería de construcción. El objetivo es reducir drásticamente el consumo
de energía en iluminación, calefacción, ventilación y aire
acondicionado en comparación con los edificios convencionales. El ahorro energético global supondrá una reducción
del consumo de energía de 75 kWh/m2 al año, que constituye aproximadamente un 25% del consumo total.
Sistema de sonido/iluminación
La Ópera de Oslo tendrá uno de los escenarios más modernos del mundo, ofreciendo gran cantidad de posibilidades
a directores y diseñadores de escenografía. Esta solución
incorpora una amplia gama de opciones de iluminación
y un diseño de sistemas generoso. Se instalarán un total de 12.000 metros de cableado en los escenarios y en
torno a los mismos,
y se utilizarán otros
12.000 metros de cables para conectar
los sistemas de iluminación. Una torre de
35 metros se eleva sobre el escenario principal, permitiendo a
los diseñadores de
escenografía niveles
extremadamente altos
de sofisticación.
Como proveedor de Elpag AS, YIT Building
Systems y Satema,
harting suministra
conectores y cableado
Han® para el sistema
Fig. 2: Sistema de iluminación
harting tec.News 16 (2008)
de sonido e iluminación del teatro de la ópera.
Algunos de los componentes están premontados para simplificar y acelerar la instalación,
como los aislantes y unidades de bastidor de
máquina para la instalación en armarios de
control, productos de cableado y componentes
de potencia reforzados para soportar grandes
cargas en condiciones extremas en el interior
del edificio. Los cables de potencia (figura 3)
que se utilizan para conectar los sofisticados
focos al sistema de gestión de la iluminación
se montaron en los Países Bajos.
El hecho de que el nuevo teatro de la ópera
atraiga tanta atención del público noruego lo
convierte en un proyecto de referencia muy
importante. Ése es motivo suficiente para que
harting y las demás empresas se esfuercen
por ofrecer el mejor rendimiento posible y las mejores tecnologías. La amplia experiencia de harting en soluciones
de conexión para sistemas de sonido e iluminación le da a
la empresa una ventaja competitiva crucial. También podemos trabajar a partir de una base de experiencia establecida con las demás empresas participantes, ya que pudimos
aprovechar la experiencia obtenida en la cooperación en
proyectos anteriores.
Los socios
Elpag AS, que proporciona el sistema de sonido e iluminación, se ha especializado en el suministro de equipos y
servicios de iluminación, estudio y escenario desde 1946.
Su base de clientes incluye teatros, ayuntamientos, fundaciones de arte y empresas privadas. Elpag ofrece diseño,
gestión de proyectos y servicios de instalación. Durante los
últimos cincuenta años, Elpag ha sido responsable de más
de 900 instalaciones en el mercado escénico y de estudio.
A pesar de ello, DEN NORSKE OPERA es el proyecto más
grande y de más prestigio en el que ha participado Elpag
hasta el momento.
YIT es el principal proveedor de sistemas de construcción
de Noruega. La empresa ofrece soluciones completas que
incluyen los sistemas de electricidad, agua y ventilación.
Ambas empresas destacan el éxito de la cooperación con
harting y los argumentos de venta exclusivos de los productos de harting.
Fig. 3: Cables suministrados por Elpag AS
La aportación de harting
“harting es un nombre importante en el sector del sonido,
y tiene un excelente historial”, declaró Per Sjømoen de Elpag AS. “Esto facilitó la elección. Estamos satisfechos con
la calidad y el servicio que hemos recibido, y harting ha
demostrado una gran flexibilidad durante la fase de aplicación. La opción de emplear carcasas negras era nueva
para nosotros, y fue bien recibida por el cliente”, añadió
Sjømoen. “El negro está de moda en este momento en el
sector del sonido y la iluminación”.
El Jefe de Proyectos de YIT Building Systems, Erik Norderud, citó la ventaja fundamental que supone la palanca
de bloqueo de alta calidad. Se instala de forma rápida y
sencilla, y se puede sustituir sin problemas si es necesario.
Con frecuencia los sistemas de iluminación se instalan en
lugares de difícil acceso, y normalmente los conectores no
reciben el tratamiento adecuado. El diseño resistente y la
facilidad de mantenimiento son ventajas importantes de la
gama de productos de harting.
Tom Egil Svartsund
Product Manager Cabling, Norway
HARTING Technology Group
tomegil.svartsund@HARTING.com
85
tec.News 16: ferias
Asistencia de HARTING
a ferias 2008
21.04. - 25.04.08
24.04.08
07.05. - 11.05.08
12.05. - 15.05.08
13.05. - 17.05.08
20.05. - 22.05.08
20.05. - 23.05.08
26.05. - 29.05.08
16.06. - 19.06.08
17.06. - 20.06.08
28.06. - 30.06.08
09.09. - 13.09.08
12.09. - 16.09.08
15.09. - 19.09.08
16.09. - 18.09.08
22.09. - 25.09.08
23.09. - 26.09.08
24.09. - 26.09.08
24.09. - 27.09.08
25.09. - 28.09.08
30.09. - 03.10.08
01.10. - 03.10.08
01.10. - 03.10.08
07.10. - 10.10.08
14.10. - 15.10.08
14.10. - 17.10.08
21.10. - 23.10.08
28.10. - 01.11.08
11.11. - 14.11.08
13.11. - 18.11.08
25.11. - 27.11.08
02.12. - 05.12.08
86
Alemania, Hannover, Hannover Messe 2008
Bélgia, Antwerpen, VIK Industrial Automation Days
Malasia, Kuala Lumpur, MTA 2008
Reino Unido, Birmingham, IFSEC 2008
Brasil, São Paulo / SP, Feira da Mecânica
Italia, Torino, ExpoFerroviaria
República Eslovaca, Nitra, MSV Nitra
Noruega, Lillestrøm, Eliaden 2008
Estados Unidos, Las Vegas, NV, NXTcomm
Singapur, Singapore, Communic Asia 2008
China, Beijing, Wind Power Asia
Alemania, Husum, Wind Trade Fair in Husum
Holanda, Amsterdam, IBC 2008
República Checa, Brno, MSV Brno
Suiza, Zürich, Focus Technologie Forum
Alemania, Stuttgart, Motek 2008
Alemania, Berlin, innotrans 2008
España, Zaragoza, PowerExpo
Brasil, Curitiba / PR, EXPOMAC
India, Mumbai, Automation 2008
Holanda, Utrecht, Aandrijftechniek
Finlandia, Jyväskylä, Tekniikka 2008
Rusia, Moscú, PTA 2008
Austria, Linz, VIENNATEC
Bélgica, Brussel, MOCON
República Eslovaca, Trenčín, ELOSYS
Estados Unidos, Santa Clara, CA, AdvancedTCA 2008
España, Madrid, Matelec
Alemania, München, electronica
España, Madrid, Rail Forum
Alemania, Nürnberg, SPS/IPC/Drives
Rusia, Moscow, Electricheskiye seti Rossii
harting tec.News 16 (2008)
87
Alemania
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
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China
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Noruega
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Reino Unido
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Internet: www.HARTING.cz
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Singapore 179803
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Suecia
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